Фамилия Ломилов — один из тех случаев, где за простым суффиксом -ов скрывается неочевидная, но крепкая прозвищная основа. Вопреки интуиции, она вряд ли связана с глаголом «ломить» в значении «напирать, гнуть» или с существительным «лом» как инструментом. Скорее всего, перед нами прозвище, образованное от слова «ломило» — так в некоторых русских говорах называли медведя-шатуна, зверя, который не залёг в берлогу и бродит по лесу, ломая деревья и кусты. Прозвище Ломило могли дать человеку крупному, сильному, неуклюжему или, наоборот, настойчивому и напористому, «ломающему» преграды.

Модель образования типична для русских фамилий: суффикс -ов присоединялся к основе прозвища, указывая на принадлежность — «сын Ломила». В документах XVI–XVII веков встречаются похожие прозвища: Лом, Ломака, Ломиха. Фамилия Ломилов зафиксирована в северных и центральных губерниях России, особенно в Вятской и Пермской, где промысловый медведь был частью быта, а прозвища — частью языка. В ономастических работах Б. Унбегауна фамилия не выделяется в отдельную статью, но попадает в ряд прозвищных образований от глагольных основ с суффиксом -ил(о), которые нередко обозначали деятеля по характерному действию.

Есть и другая, менее вероятная версия — от имени Ломил, которое могло быть народной формой крестильного имени Иеремия (в просторечии — Еремей, Ерёма). Однако такая гипотеза слаба: перехода «Еремей → Ломил» нет ни в одном известном говоре, а прозвище Ломило фиксируется в источниках как самостоятельное. Так что в основе всё же лежит не имя, а живая характеристика человека — медвежья сила, упрямство или нелюдимость.