Фамилия Памфилов звучит как книжная или даже церковная, но на деле она прошла долгий путь через народное произношение. В её основе лежит крестильное имя Памфил, которое пришло в русский язык из греческого (Πάμφιλος) и означает «всеми любимый» или «общий друг». В святцах это имя встречается, но в народе его часто переделывали на свой лад, и фамилия Памфилов — один из таких адаптированных вариантов.

Ключевая особенность — начальное «Пам-». В русской традиции это имя нередко путали с более привычным Панфил (от греческого «пан» — весь), поэтому в документах и переписях можно встретить оба варианта: Памфилов и Панфилов. С точки зрения словообразования, фамилия принадлежит к самой распространённой модели на -ов, которая указывает на принадлежность: Памфилов значит «сын Памфила». Суффикс типичен для русского севера и центральных областей, где такие фамилии закрепились в XVI–XVII веках.

Географически Памфиловы встречаются реже, чем Панфиловы, и это даёт подсказку: скорее всего, предки носителя фамилии были грамотными людьми, которые придерживались церковного написания имени, или же фамилия сложилась в среде, где греческое произношение ценилось выше народного. В переписных книгах XVII века, например по Новгородской земле, упоминаются крестьяне Памфиловы, но их немного — это не массовая фамилия, а скорее локальная.

Есть и альтернативная, но менее вероятная версия: что Памфилов могло быть прозвищем, образованным от диалектного «памфил» — так в некоторых говорах называли простодушного, доверчивого человека. Однако против этого говорит то, что в письменных источниках такое прозвище не зафиксировано, а вот имя Памфил в святцах — да. Поэтому надёжнее считать фамилию канонической по происхождению, хоть и редкой по распространению.