Фамилия Мармылев — один из тех случаев, когда корень слова прямо говорит о характере или образе жизни первого носителя. В основе лежит прозвище Мармыль, которое восходит к белорусскому существительному «мармыль». В белорусских говорах так называли молчуна, нелюдимого человека, почти отшельника. Слово ёмкое и нелестное: им могли «наградить» того, кто сторонился общества, говорил мало и редко выходил из дома.

Прозвище, скорее всего, закрепилось за человеком как основное, вытеснив крестильное имя, — подобное часто случалось в деревенской среде, где меткая характеристика ценилась выше формального именования. Со временем, по обычной восточнославянской модели, на базе прозвища возникла фамилия: Мармыль + суффикс принадлежности -ев, указывающий на прямого потомка. То есть Мармылев буквально означает «сын Мармыля».

Фамилия эта редкая и локальная. Встречается преимущественно на территории, исторически связанной с белорусскими и западнорусскими землями. Если искать аналоги в однокоренных фамилиях, можно вспомнить Мармылёв (с ударением на ё) — вариант, возникший из-за колебаний в произношении и записи. Но основа у них одна — та самая «мармыль», которая когда-то метко окрестила молчаливого предка.