Фамилия Пафилов — редкий случай, когда написание расходится с привычным слуху вариантом. Скорее всего, перед нами не что иное, как фонетический вариант фамилии Павфилов (или Павфилов), которая, в свою очередь, образована от канонического имени Павфил (греч. Pamphilos — «всеми любимый»). В русской устной речи сочетание «вф» часто упрощалось до простого «ф», а буква «в» в корне выпадала при произношении. Так Павфилов превратился в Пафилова — запись пошла за звучанием, а не за книжным оригиналом.

Модель образования здесь стандартная: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?» — сын Пафила). Фамилия типична для центральной России, где такие «облегчённые» формы имён встречались в крестьянской и мещанской среде. Интересно, что полная форма — Павфилов — встречается в документах XVII–XVIII веков, тогда как Пафилов — запись более поздняя, народная, закрепившаяся в XIX веке, когда грамотность стала массовой, а писцы фиксировали фамилию на слух.

Есть и вторая, менее вероятная версия: связь с греческим именем Пафос (от названия города на Кипре) через форму Пафий, но она не находит подтверждения в русских ономастиконах. Словари фамилий (в частности, работы В. А. Никонова) упоминают Пафилова именно как вариант Павфилова, а не самостоятельную единицу. Таким образом, предки носителя фамилии, скорее всего, звались Павфилами — людьми, получившими при крещении имя «всеми любимый», что звучит как доброе пожелание роду. Географически фамилия тяготеет к южным и центральным губерниям, но везде остаётся редкой.