Фамилия Моржилова — женская форма фамилии Моржилов, и её происхождение стоит искать в прозвище или мирском имени Морж. В русской традиции подобные «звериные» прозвища были распространены: человека могли прозвать Моржом за медлительность, грузность, силу или, наоборот, за любовь к холодной воде и купанию в проруби. В северных регионах России, где морж был известен не понаслышке, такое прозвище могло закрепиться за охотником на морского зверя или за человеком с характерной внешностью — например, с густыми усами, напоминающими моржовые клыки.

Словообразовательная модель здесь простая и типичная для русских фамилий: суффикс -ов- (в женском варианте -ова) присоединяется к основе прозвища. Морж → Моржилов → Моржилова. Интересно, что в фамилии появляется «и» перед суффиксом — это не ошибка, а результат адаптации: от основы «Морж» притяжательное прилагательное звучало бы как «Моржов», но в разговорной речи или в документах могло возникнуть промежуточное «Моржий» (чей? — моржий), от которого и пошла форма «Моржилов». Такое удлинение основы встречается у фамилий, образованных от названий животных: ср. Волков и Волчихин, Зайцев и Зайчиков.

Фамилия редкая. Её география, судя по открытым данным, тяготеет к центральным областям России, но встречается и в Сибири, куда переселенцы принесли прозвища с севера. В дореволюционных списках Моржиловы фигурируют преимущественно среди крестьян и мещан — то есть фамилия не аристократическая, а бытовая, народная. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано.

В словаре русских фамилий Б. Унбегауна модель с суффиксом -илов не выделяется отдельно, но она близка к типу прозвищных фамилий на -ов/-ев, где основа оканчивается на шипящий. Спорных версий немного: иногда Моржилову ошибочно связывают с топонимом Моржово (такие деревни есть в Архангельской области), но это вторичное совпадение — сначала прозвище, потом фамилия, а уж потом название поселения. Самая правдоподобная версия остаётся прозвищной, без экзотики.