Фамилия Рахмайлов — редкая и с точки зрения словообразования неочевидная. Первое, что бросается в глаза: суффикс -ов указывает на типичную русскую патронимическую модель («чей?» — сын Рахмайла). Но вот основа — Рахмайл — в православных святцах не встречается. Это заставляет искать объяснение за пределами канонических имён.

Скорее всего, перед нами вариант фамилии, образованной от тюркского или арабо-персидского имени Рахматулла (в переводе «милость Аллаха»). В русской среде это имя часто сокращали и адаптировали: Рахмат, Рахмай, Рахмайло. Форма «Рахмайл» могла возникнуть под влиянием русских имён на -ил (Михаил, Даниил), что делало непривычное имя более «своим» для уха. От этого русифицированного имени и пошла фамилия: Рахмайл → Рахмайлов.

Вторая, менее вероятная версия связывает фамилию с прозвищем Рахманный (от диалектного «рахманный» — смирный, кроткий, тихий). Но цепочка «рахманный → Рахмайло → Рахмайлов» выглядит натянутой: суффикс -айл не характерен для образования прозвищ от прилагательных. Поэтому версия с восточным именем остаётся основной.

Географически фамилия тяготеет к регионам с сильным татарским и башкирским влиянием — Поволжье, Приуралье, отчасти Рязанская и Тамбовская области. Встречается она редко, что говорит о локальном происхождении от одного или нескольких родов.

По сословной принадлежности предки Рахмайловых, скорее всего, относились к государственным или ясачным крестьянам, реже — к служилым татарам, перешедшим на русскую службу. Фамилия недвусмысленно намекает на то, что носитель — потомок человека, носившего мусульманское имя, которое в быту обрусело.