Фамилия Монастырлова образована от прозвища или мирского имени Монастырь. В основе лежит слово «монастырь» — обитель монахов. На первый взгляд кажется, что предок мог быть монахом, но это маловероятно: духовенство, принявшее постриг, обычно меняло имя, а фамилии давались по названию монастыря или храма (например, Успенский, Троицкий). Скорее всего, Монастырём называли человека, который жил при монастыре, работал на его землях или был приписан к монастырским крестьянам. В России XVI–XVII веков значительная часть крестьянства принадлежала монастырям, и прозвище «Монастырь» могло указывать на принадлежность к такой вотчине.

Суффикс -ов- в сочетании с окончанием -а указывает на женскую форму фамилии. Мужской вариант — Монастырлов. Такая модель типична для русских фамилий, образованных от прозвищ или мирских имён: Монастырь — сын Монастыря, то есть Монастырлов. Форма на -ова говорит о том, что носительница — женщина, и фамилия закрепилась в роду по отцу.

Географически фамилия встречается в основном в центральной России и Поволжье, где были сильны монастырские хозяйства. Встречается и однокоренная фамилия Монастырский, но она чаще принадлежала выходцам из духовного сословия или людям, получившим фамилию по названию места. Монастырлова же по происхождению — крестьянская или посадская, без связи с церковной иерархией. Редкий вариант написания с двумя «р» (Монастыррова) мог возникнуть из-за диалектного произношения или ошибки писаря, но основная форма — с одной «р».