Фамилия Майлова — женская форма, а мужская, Майлов, образована с помощью типичного русского патронимического суффикса -ов. Основа здесь — прозвище или нецерковное имя Майло. Вопрос в том, что оно означало.

Самая прямая версия отсылает к глаголу «маять» (утомлять, мучить, заставлять маяться). В старину «майлой» могли назвать беспокойного, хлопотного человека, который сам не сидит на месте и другим покоя не даёт. Либо, наоборот, того, кто вечно «маялся» — болел, бедствовал, перебивался с хлеба на воду. В говорах встречается и слово «май» в значении «работать до изнеможения» — отсюда же «маета».

Менее очевидная, но возможная версия — связь с личным именем Май (калька с латинского Maius, месяц май). В святцах такого имени нет, но в народной традиции могли давать «календарные» имена по времени рождения ребёнка. Тогда Майло — уменьшительно-ласкательная форма от Май, а Майлов — «сын Мая». Однако эта гипотеза слабее: прозвищная основа по глаголу встречается чаще, и следы её видны в однокоренных фамилиях Маев, Маевский, Майков (от «майкать» — махать, болтаться).

Суффикс -л- в основе (Май-л-о) характерен для древнерусских прозвищ, образованных от глаголов: Мерзляк, Грызло, Кипело. Майло стоит в том же ряду — это не имя, а характеристика человека по действию или состоянию.

Географически фамилия Майлов встречается в центральных областях России и в Поволжье, но не частотна. В дореволюционных источниках она фиксируется среди крестьян и мещан — сословных перегородок для такой модели образования не было. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» Майлов не упоминается, что косвенно подтверждает её относительно локальное бытование и непопулярность среди знати.

Таким образом, предок носителей фамилии Майловых, скорее всего, получил уличное прозвище Майло за беспокойный нрав или тяжёлую долю, а потомки унаследовали его как родовое имя.