Фамилия Мочилова — женская форма, но в основе лежит мужская фамилия Мочилов, и разбирать её логичнее с мужского варианта. Она образована по стандартной русской модели с суффиксом -ов-, который указывает на принадлежность: «чей?» — Мочилов, то есть сын Мочила. Вопрос упирается в прозвище Мочило — что оно могло означать.

Самая прямая версия — от глагола «мочить». Прозвище Мочило могли дать человеку, чья работа была связана с водой или мочением: кожевнику, который вымачивал кожи, рыбаку, который постоянно в воде, или даже тому, кто мочил лён и коноплю перед обработкой. В северных и центральных губерниях России «мочило» называли яму или водоём, где замачивали лён — прозвище могло перейти на жителя у такого места. Менее вероятно, но не исключено, что прозвище носило ироничный характер: «мочилой» могли обозвать плаксу, пьяницу («мочить горло») или неаккуратного человека.

В ономастике фамилия Мочилов нередко попадает в гнездо с фамилиями Мочалов, Мочалин, Мочилин. Разница в суффиксах (-ов, -ин) указывает на разные диалектные формы одного корня: где-то говорили «Мочало» (лыко, мочалка), где-то «Мочило». В словаре русских фамилий Б. Унбегауна подобные основы разбираются в контексте прозвищ от ремесленных терминов — это подтверждает первую, «рабочую» версию.

Географически фамилия Мочилов встречается в Поволжье и на Урале, что косвенно говорит о связи с ремёслами, требовавшими воды: кожевенным и льняным промыслами. В дореволюционных источниках фамилия фиксируется в основном среди крестьян и мещан — дворянской ветви не прослеживается. Так что предки носителя фамилии Мочилова, скорее всего, были людьми труда, чьё прозвище закрепилось за родом из-за профессии или места жительства.