Фамилия Помилова — женская форма, а её мужской вариант Помилов. В основе лежит нецерковное имя или прозвище Помил. В русской традиции такие имена давали не в крещении, а в быту: Помил, Немил, Милован, Любим. Они указывали на отношение к ребёнку — желанный, милый сердцу. Суффикс -ов типичен для русских фамилий, образованных от полных форм мужских имён и прозвищ: Помил → Помилов → Помилова.

В ономастике встречается и другая версия: связь с глаголом «помиловать». Но она менее вероятна. Фамилии от глагольных форм в чистом виде редки, обычно их переосмысляют в прозвища по действию. Помилов могло закрепиться за человеком, которого «помиловали» — простили, пощадили, но это скорее народная этимология. Прямых документальных подтверждений такой трактовки нет.

Географически фамилия встречается рассеянно, без ярко выраженного гнезда. Встречается в центральных областях России и на севере, где были сильны традиции некалендарных имён. В переписных книгах XVII века попадаются крестьяне и посадские с именем Помилко — уменьшительная форма от Помил. Значит, предки носителей фамилии могли быть людьми из разных сословий, но чаще — крестьянами или ремесленниками.

Интересная деталь: фамилия Помилова может быть и оттопонимической, но слабо. В русских говорах «помилый» иногда значило «ласковый, приветливый». Если прозвище дали взрослому человеку за характер, то фамилия отражает не пожелание при рождении, а оценку окружающих. В любом случае корень один — слово «милый», и фамилия несёт положительный оттенок.