Фамилия Мерлулова — женская форма, а её мужской вариант — Мерлулов. В основе лежит прозвище или нецерковное имя Мерлул, которое, скорее всего, связано со словом «мерлушка» — шкурка ягнёнка грубошёрстной породы овец, выделанная под смушку. В русских говорах «мерлухой» называли и просто овчину, и шапку из неё. Значит, первый носитель фамилии мог получить прозвище Мерлул по роду занятий: скорняк, овчинник, торговец мехом — кто-то, кто постоянно имел дело с мерлушкой. Реже прозвище могли дать за внешнее сходство: за курчавые, как смушек, волосы или за привычку носить мерлушковую шапку.

Фамилия образована по стандартной русской модели: к основе на согласный прибавлен суффикс -ов- (Мерлул → Мерлулов). Это типичный патроним или отпрозвищное имя, закрепившееся за потомками. Суффикс -ов указывает на принадлежность: «чей?» — Мерлулов, то есть сын или потомок Мерлула.

Интересно, что фамилия Мерлулов встречается не повсеместно, а имеет заметную региональную привязку. Данные переписей и телефонных справочников показывают, что наибольшая концентрация носителей — в Поволжье, особенно в Самарской и Ульяновской областях, а также в некоторых районах Рязанской губернии. Это совпадает с зонами развитого овцеводства и скорняжного промысла в XIX веке. В других регионах фамилия редкая, что делает её хорошим маркером возможного происхождения предков из указанных мест.

В дореволюционных метрических книгах фамилия может записываться через «а» — Марлулов, что связано с акающим произношением. Также встречался вариант Мерлюлов, где суффикс -юл- указывает на уменьшительно-ласкательную форму имени или прозвища (Мерлюля). Но основная, закрепившаяся в современном написании форма — Мерлулов, и она единственная, от которой образована женская фамилия Мерлулова.