Фамилия Луизов — редкий случай в русском ономастиконе, и её происхождение напрямую связано с женским именем Луиза. В отличие от подавляющего большинства русских фамилий, образованных от мужских крестильных имён (Иванов, Петров), здесь в основе лежит имя французского или немецкого происхождения, которое пришло в Россию в XVIII–XIX веках вместе с европейской модой и литературой. Суффикс -ов указывает на стандартную модель «чей?»: Луизов — буквально «сын Луизы» или «человек из семьи Луизы».

Такая модель встречается, но нечасто. Обычно фамилии от женских имён давали в двух случаях: либо ребёнок рос без отца (внебрачный или рано осиротевший), либо мать играла в семье настолько заметную роль, что в быту закрепилось прозвище по ней. В случае с Луизовым вероятнее второй вариант: имя Луиза в дворянской и купеческой среде XIX века было признаком образованности и европейского лоска. Семья могла гордиться матерью-иностранкой или просто женщиной с необычным именем, и это отразилось в фамилии.

Словообразовательный разбор прост: корень Луиз- плюс патронимический суффикс -ов. Ударение, скорее всего, падает на первый слог: Лу́изов, хотя в разговорной речи встречается вариант Луизо́в. В русских говорах фамилия не имеет диалектных корней — это «книжное», городское образование, что подтверждает её редкость. В списках однокоренных фамилий можно назвать Луизин (по той же модели, но с суффиксом -ин) и, отдалённо, Луи — фамилию без суффикса, характерную для обрусевших французов.

Сословная принадлежность Луизовых, скорее всего, не крестьянская: в деревнях такие имена не давали. Фамилия могла закрепиться в среде мелкопоместного дворянства, городских мещан или интеллигенции. Географически она встречается рассеянно, без явного гнезда, что типично для «именных» фамилий, возникших в разных местах независимо. Если искать аналоги, то фамилия Луизов стоит в одном ряду с Эмильевым, Альбертовым, Розалиным — все они отражают культурное влияние Запада на русскую антропонимию XIX века.