Фамилия Мышолов — редкий случай, когда прозвище сохранилось в почти неизменном виде, минуя стадию уменьшительного суффикса. В основе лежит прямое сложение двух слов: «мышь» и «ловить». Так на Руси могли прозвать человека, который занимался ловлей мышей, — либо как промыслом (истреблял грызунов в амбарах, на мельницах, в княжеских погребах), либо как шутливую характеристику («он и мышь поймает» — о ловком, цепком, хозяйственном человеке).

Словообразовательная модель типична для русских фамилий на -ов: от прозвища Мышол (или Мышолов) через притяжательный суффикс «-ов», означающий «чей?» — сын Мышола. Фамилия оканчивается на -ов, а не на -ев, что указывает на твёрдую основу: «Мышол» (ср. «козёл» — Козлов, «орёл» — Орлов). Ударение, скорее всего, падает на последний слог — Мышолóв, хотя в бытовой речи встречаются варианты.

Географически фамилия тяготеет к центральным и южнорусским областям, где мышеловство было востребовано в крестьянском и мещанском быту. В дореволюционных переписях Мышоловы изредка встречаются среди крестьян Рязанской, Тамбовской и Воронежской губерний. Среди дворянства фамилия не зафиксирована — происхождение однозначно простонародное, ремесленное.

Интересно, что фамилия не дала вариантов с суффиксами -ин (Мышловин) или -ский (Мышоловский), хотя однокоренные «Мышкин» и «Мышаков» встречаются чаще. Мышолов сохранил прозрачную внутреннюю форму: любой носитель языка без словаря поймёт, чем занимался предок. Это редкое свойство для фамилий, которые обычно затемняют исходное прозвище.