Фамилия Мармылова — женская форма, а мужской вариант, Мармылов, встречается реже. Чтобы понять её происхождение, нужно разобрать основу «мармыл». Слово это в русских говорах неоднозначное, и тут возможны два основных пути.

Первый и наиболее вероятный — связь с диалектным глаголом «мармылить», то есть бормотать, говорить невнятно, мямлить. В таком случае прозвище Мармыл дали человеку с нечёткой речью, который «мармылит» под нос. Модель образования проста: основа глагола (мармыл-) плюс типичный для русских фамилий суффикс -ов, указывающий на принадлежность («сын Мармыла»). Аналогично возникли фамилии Бормоталов, Мямлин.

Вторая версия отталкивается от другого значения: в некоторых областях, особенно на юге России и Украине, «мармылом» называли неуклюжего, нерасторопного человека или даже просто большую шапку, ушанку. Прозвище могли дать по внешнему виду — например, за привычку носить шапку набекрень или за медлительность. Но эта гипотеза слабее: перенос с предмета одежды на человека встречается реже, чем характеристика по поведению.

С географией сложнее: фамилия редкая, не образует крупных гнёзд. По данным открытых источников, Мармыловы встречаются разрозненно — в Пермском крае, на Урале, в Башкортостане. Это косвенно указывает на севернорусские или уральские говоры, где слово «мармылить» было в ходу. Суффикс -ов, а не -ин, говорит о том, что прозвище образовано от существительного или глагольной основы, а не от имени на -а (как, например, Фомин от Фома).

Таким образом, предок современных Мармыловых, скорее всего, был человеком с тихой, неразборчивой речью — бормотуном, которого в деревне так и прозвали. Фамилия сохранила это бытовое прозвище без изменений, не переосмыслившись в более поздние эпохи.