Фамилия Ломилова принадлежит к одной из самых распространённых моделей русских фамилий — на -ов/-ев и -ин, но с характерным суффиксом -л-. Этот суффикс указывает на то, что в основе лежит не имя или название профессии, а глагольная форма, а точнее — прозвище, образованное от глагола «ломить».

В древнерусском языке «ломить» имело несколько значений: гнуть, давить, взламывать, а также — идти напролом, настойчиво добиваться своего. Человек с прозвищем Ломило мог получить его за физическую силу, упрямство или резкость в поведении. В говорах слово «ломила» закрепилось за тем, кто ломится в дверь, не ждёт, действует грубо. Вполне вероятно, что предок носительницы фамилии Ломилова был крутого нрава или, напротив, занимался тяжёлой работой — ломкой камня, льда, корчеванием леса.

Фамилия образована по типу «отчество от прозвища»: Ломило → сын Ломилы → Ломилов, а для женщины — Ломилова. Суффикс -л- в прозвищах характерен для северных и сибирских говоров, где такие формы встречаются чаще, чем в центральной России. Это даёт косвенную, но правдоподобную привязку к северным или восточным регионам — Архангельской, Вологодской губерниям, Уралу, Сибири.

В словаре русских фамилий Б. О. Унбегауна подобные образования описываются как типично русские, возникшие в крестьянской и посадской среде. В отличие от фамилий на -ский, которые часто носили дворяне и духовенство, Ломиловы — фамилия простонародная, без сословного барьера. Её носители могли быть как государственными крестьянами, так и казаками или ремесленниками.

Интересно, что фамилия Ломилова встречается с разными ударениями: на первый слог (Ло́милова) и на второй (Ломи́лова). Вариант с ударением на «и» ближе к исконному прозвищу Ломило, тогда как ударение на «о» — результат позднего выравнивания по модели фамилий на -ов. Оба варианта имеют право на существование, и в разных семьях ударение может различаться.

Если говорить о географии, то Ломиловы сегодня рассеяны по всей России, но заметные скопления встречаются в Пермском крае, Свердловской области и на Алтае — то есть в регионах, куда в XVII–XIX веках активно переселялись крестьяне с Русского Севера. Это косвенно подтверждает версию о северном происхождении прозвища.