Фамилия Михраилова — один из тех случаев, когда внешне знакомая русская модель образования скрывает основу, явно пришедшую из другого языка. Суффикс -ов (в женском роде -ова) указывает на принадлежность: буквально «дочь (или жена) Михраила». Но самого имени Михраил в русском святцах нет, это не канонический православный вариант.

Самая вероятная версия — что перед нами тюркская или иранская (татская) основа. Имя Микраил или Михраил могло быть местной формой имени Михаил, адаптированной под фонетику народов Кавказа и Закавказья. У лезгин, татов, горских евреев и народов Дагестана звук «х» в середине имени — обычное явление. Встречается, например, фамилия Микраилов (с ударением на последний слог), а вариант с «х» — Михраилов — может быть результатом оглушения или просто разнобоя в записи в паспортных столах XIX — начала XX века.

По суффиксу фамилия оформлена как русская, а значит, её носители — скорее всего, выходцы из среды, которая получала фамилии через русскую администрацию. Это характерно для горских евреев Дербента, Кубы или Баку, а также для некоторых народов Дагестана, у которых фамилии на -ов закрепились после присоединения региона к Российской империи.

Словообразовательная модель проста: личное имя Михраил + суффикс -ов. Ударение, скорее всего, падает на последний слог: Михраило́ва, хотя в бытовой речи могли смещать на второй. Редкость фамилии — в нестандартном сочетании корня с типичным русским окончанием: это делает её хорошим маркером для генеалогического поиска, сразу сужая круг возможных регионов до южных окраин бывшей империи.