Фамилия Панфилоа — редкая и не сразу поддаётся разбору. На слух она напоминает румынские или молдавские фамилии с окончанием -оая (как Панфилоая, Кристоая), но в русском контексте закрепилась именно в форме Панфилоа. В основе лежит имя Панфил (от греческого «Πάμφιλος» — «всеми любимый»), которое в православных святцах известно как Панфил или Памфил. В русской традиции от этого имени образовывали фамилии Панфилов, Панфильев, а вот Панфилоа — результат другого словообразования.

Ключевая особенность — суффикс -оа. В русской ономастике он нетипичен, но в молдавской и румынской фамильной модели суффикс -оа (-oaie) указывает на принадлежность или происхождение: буквально «из рода Панфила» или «панфиловский». Фамилии такого типа часто встречаются в Бессарабии и на левобережье Днестра. Таким образом, носитель фамилии Панфилоа, скорее всего, происходит из молдавской или румынской среды, где имя Панфил было распространено, а фамилия закрепилась через отчество или прозвище.

Есть и более прозаичная версия: фамилия могла возникнуть из-за особенностей русской записи иностранной фамилии. Например, румынская фамилия Панфилоая (Panfiloaie) при переезде в Россию или на Украину потеряла последнюю букву «я» и стала писаться как Панфилоа. В таком случае исходная форма указывала на жену или дочь Панфила (как в румынских фамилиях на -oaie, обозначающих супружество), но со временем фамилия закрепилась за всеми потомками.

Географически фамилия Панфилоа привязана к Молдове и западным областям Украины (Одесская, Черновицкая области). В России она встречается единично, чаще всего у потомков переселенцев начала XX века. По сословной принадлежности предки были крестьянами или мещанами — дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. Сравните с однокоренными: Панфилов (русская патронимическая модель), Панфильев (от старой формы имени), Панфилеску (молдавская фамилия с суффиксом -еску). Панфилоа стоит особняком — это редкий пример, когда окончание фамилии не русское, а заимствованное из романской ономастической модели.