Фамилия Пилов — яркий пример того, как прозвище, данное по занятию, закрепилось в родовом имени. Вопреки интуитивному предположению, основа здесь — не слово «пила» (хотя такая версия существует и имеет право на жизнь), а скорее всего, глагол «пилить» в значении «распиливать, работать пилой». Человек, получивший прозвище Пила или Пилов, мог быть лесорубом, плотником или пильщиком на лесопилке — профессия в доиндустриальной России была распространённой и уважаемой.

Модель образования проста: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?» — «сын Пила»). В русской ономастике фамилии на -ов и -ев традиционно получали от прозвищ или мирских имён, оканчивающихся на твёрдый согласный. Если бы основой было слово «пила» женского рода, фамилия звучала бы как Пилов, но с меньшей вероятностью: женские прозвища реже становились основой для отчества. Однако не стоит сбрасывать со счетов вариант, что Пилов — это фонетический вариант фамилии Пылов (от «пыл» — жар, рвение), где произошла замена гласной под влиянием диалектного произношения.

В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные образования (Пилов, Пилатов, Пилкин) рассматриваются в группе профессиональных прозвищ. Географически фамилия встречается повсеместно, но с заметной концентрацией на Русском Севере и в Поволжье — регионах традиционного лесного промысла. Встречаются и редкие варианты написания: Пиловъ (до реформы орфографии) или Пиллов (с удвоенной «л» — результат ошибочной записи или польского влияния).

Таким образом, предки носителей фамилии Пилов с высокой долей вероятности были ремесленниками, связанными с обработкой дерева. В отличие от фамилий, образованных от крестильных имён (Иванов, Петров), эта фамилия сразу сообщает о роде занятий, что делает её «говорящей» и прозрачной для этимологического анализа.