Фамилия Родомилов — один из тех редких случаев, когда перед нами не прозвище по профессии или внешности, а искусственная или книжная модель. Её основа — славянское двусоставное имя Родомил, где первая часть «род» означает род, племя, родину, а вторая «мил» — милый, любимый. Имя Родомил в древности давали с пожеланием, чтобы человек был дорог своему роду или защищал родину. В дохристианской Руси такие имена были обычны, но после крещения ушли в неперковный обиход, а позже — в фамилии.

Фамилия образована по самой распространённой модели: к основе Родомил добавили суффикс принадлежности -ов. На вопрос «чей?» отвечали «Родомилов» — то есть сын или потомок человека по имени Родомил. Модель типична для центральных и северных регионов России, где фамилии на -ов доминировали. В южных и западных землях чаще встречались бы формы на -енко или -ук.

В отличие от большинства фамилий, которые закрепились в XVI–XVII веках как прозвища, Родомилов мог возникнуть позже и в среде, где сохраняли память о древних славянских именах. Встречается она редко, что косвенно указывает на то, что имя Родомил не было массовым даже в эпоху двусоставных имён. Сравните с более частыми Радомиров или Владимиров — они тоже книжные, но их основа была популярнее.

Версия, что фамилия произошла от прозвища Родомил (например, от слов «род» и «мил» как характеристика человека, милого своей семье), тоже возможна, но менее вероятна: такие прозвища обычно не складывали из двух корней, а брали готовые имена. Таким образом, предки Родомиловых, скорее всего, были людьми, носившими имя Родомил, и жили в тех краях, где не забыли старые славянские имена — возможно, в среде крестьян или посадских людей, не затронутых поздней модой на греческие и латинские имена.