Фамилия Мурылёвы образована от прозвища или нецерковного имени Мурыль. В её основе лежит глагол «мурылить», который в русских говорах имел несколько значений — чаще всего «медлить, копаться, делать что-то неспешно и вяло». Человека, который всё делал с ленцой, тянул время, могли прозвать Мурылем. В некоторых диалектах слово «мурылить» означало также «ворчать, брюзжать» или «говорить невнятно, бормотать». Прозвище давали по заметной черте характера или манере поведения — не торопливому нраву или привычке что-то негромко бормотать себе под нос.

Суффикс -ёв указывает на типичную русскую патронимическую модель: Мурылёв — сын Мурыля. Окончание -ёв, а не -ов, говорит о том, что в основе лежит слово с мягким или шипящим согласным на конце. Фамилия закрепилась в центральных и северных областях России, где диалектные слова с корнем «мурыл-» встречались особенно часто. Встречаются варианты написания через «о» — Мурылёв, но ударение в любом случае падает на последний слог.

В дореволюционных переписях Мурылёвы числились в основном среди крестьян и мещан. Фамилия недворянская, аристократических ветвей у неё нет. Редкий случай: в некоторых говорах «мурылить» означало «играть в прятки» или «прятаться», поэтому не исключено, что прозвище могло пристать к ребёнку, любившему эту игру, или к взрослому, который уклонялся от работы. Но основная версия — через медлительность и неспешность — остаётся самой распространённой в ономастической литературе.