Фамилия Нурилоев — довольно редкий пример фамилии, образованной от полного арабского имени с добавлением русского патронимического суффикса. Её основа — мужское личное имя Нурилло, которое в свою очередь восходит к арабскому «Нур Аллах» — «свет Аллаха». В исламской традиции это теофорное имя, то есть содержащее указание на Бога. Суффикс -ев указывает на принадлежность: Нурилоев буквально означает «сын Нурилло».

Словообразовательная модель здесь нестандартна. В русском языке фамилии на -ев обычно образуются от основ, оканчивающихся на мягкий согласный или на -й (как в случае с Нурилло — конечное -о отпадает, а основа переходит в Нурил- + -ев). Это типично для регионов, где русская административная система фиксировала фамилии мусульманских народов: татар, башкир, народов Кавказа и Средней Азии. В среде самих носителей арабского или персидского языков такая фамилия была бы невозможна — там используется нисба (указание на происхождение) или отчество через ибн/оглы.

Географически фамилия Нурилоев наиболее вероятна в среде таджиков и узбеков, а также среди народов Северного Кавказа (чеченцев, ингушей), у которых в XIX—XX веках активно внедрялись русские фамильные окончания. Встречаются варианты написания: Нуриллаев, Нуралиев, Нуриев. Последний — более краткая форма, распространённая у татар, но она образована не от полного имени, а от основы Нури.

Есть и альтернативная, менее убедительная версия: что фамилия восходит к тюркскому корню «нур» (свет, луч) и имени Али (возвышенный). Однако в таком случае ожидалась бы форма Нуралиев, а Нурилоев — это именно сложение «Нур» + «Аллах», где конечное -о — результат адаптации арабского окончания в тюркской или иранской среде.

Социальный контекст: носители фамилии Нурилоев — потомки людей, носивших имя Нурилло. Скорее всего, предок был грамотным религиозным деятелем или просто человеком, получившим имя в честь божественного света. Сословной окраски фамилия не несёт: её могли дать как мулле, так и крестьянину или ремесленнику. В дореволюционных документах она встречается редко, что говорит о сравнительно поздней фиксации — в основном в советских паспортных столах 1930-х годов, когда унифицировали фамилии народов Средней Азии и Кавказа.