Фамилия Невлюдова — женская форма от Невлюдов, и её разумнее разбирать в мужском варианте, так как именно он указывает на прозвище родоначальника. В основе фамилии лежит неканоническое древнерусское имя или прозвище Невлюд. Слово «влюд» в старом языке означало «человек, принятый в общество, свой, достойный» (от «в люди»). Соответственно, Невлюд — тот, кто «не в людях», то есть нелюдимый, замкнутый, чуждающийся общества человек. Это типичная модель родительского именования по отрицательному качеству, в одном ряду с фамилиями Немиров, Некрасов, Неустроев.

Суффикс -ов указывает на принадлежность: Невлюдов буквально значит «сын Невлюда». Форма на -а (Невлюдова) — стандартная для женщин в русской фамильной системе, она не меняет смысла, а лишь указывает на пол носительницы.

Интересно, что фамилия Невлюдов встречается в документах с XVII века. В «Ономастиконе» С. Б. Веселовского упоминается Невлюд Тимофеевич Пушкин (середина XVI века), что говорит о бытовании этого прозвища в среде служилых людей. Однако основная масса Невлюдовых, судя по переписям, происходила из крестьян и посадских людей северных и центральных губерний России — Вологодской, Вятской, Костромской. Там прозвище могло закрепиться за необщительным, угрюмым крестьянином, которого так и прозвали в деревне.

Вторая, менее вероятная версия выводит фамилию от диалектного глагола «невлюбить» — не полюбить, отвергнуть. Тогда Невлюдов — «тот, кого невзлюбили, не приняли». Но эта гипотеза слабее, потому что в основе лежит не имя, а форма глагола, что реже для русских фамилий на -ов. Основной смысл всё же связан с характером: предок носительницы этой фамилии, скорее всего, был человеком нелюдимым и замкнутым, за что и получил своё прозвище.