Фамилия Немчилов ведет начало от мирского имени Немчил, которое встречалось в старину наряду с крестильными именами. Обычно такие имена давали не случайно: за ними стояла родительская надежда или, наоборот, оберег от злых сил. В данном случае имя Немчил связывают с украинским словом «неміч» — «бессилие, слабость». Звучит странно для имени, но логика здесь обратная: желая сыну здоровья и силы, родители нарекали его Немчилом, как бы обманывая судьбу. Считалось, что имя-оберег отведет от ребенка настоящую хворь.

Менее правдоподобная версия выводит фамилию от прозвища Немчил, которое давали больному, немощному человеку. Против этой гипотезы говорит сам суффикс: имена с ласкательным -ил- (как Радил, Путил, Немчил) в древнерусской традиции чаще давали детям, а не взрослым. Прозвище для хворого скорее звучало бы как Немочь или Немощный, без уменьшительного оттенка.

Сама модель образования фамилии проста и типична для восточнославянских земель: к основе Немчил добавили патронимический суффикс -ов, получилось «сын Немчила». Так из личного имени возникла фамилия, закрепившаяся за потомками. Подобным образом образованы многие русские фамилии от мирских имен — например, Радилов, Путилов, Томилов.

О том, как относились к болезням в народной среде, где и возникло это имя, красноречиво говорят пословицы: «Болезнь не по лесу ходит, а по людям», «Болезнь человека не красит», «Больной — и сам не свой». Они показывают, что хворь воспринимали как напасть, которую лучше не притягивать лишним словом. Отсюда и практика давать детям «слабые» имена в надежде, что беда обойдет их стороной.

Сам носитель фамилии Немчилов вряд ли имел отношение к немцам, как можно было бы предположить по созвучию. Корень здесь иной, и связь с этнонимом «немец» — лишь случайное совпадение, которое уводит в сторону при поверхностном взгляде. Фамилия эта довольно редкая, и в современных справочниках по ономастике она подробно не разбирается, но словообразовательная цепочка прослеживается четко: Немчил — Немчилов.