Фамилия Шарлова — женская форма, а её носительниц в России почти вдвое больше, чем мужчин-Шарловых. В основе лежит мужская фамилия Шарлов, а та образована от прозвища или имени Шарло.

Самый прямой путь — отчество от уменьшительной формы Шарло к крестильному имени Шарль (французское Charles, русская адаптация Карл). В XIX веке в дворянских и купеческих семьях было модно давать детям «европейские» имена в русской огласовке. Шарло — один из таких вариантов, как Альберт, Эдуард или Роберт. Фамилия на -ов указывает на принадлежность: «чей?» — Шарлов, то есть сын или потомок Шарло.

Однако есть и другая, более народная версия. В южнорусских и украинских говорах «шарло» или «шарлай» — прозвище для человека суетливого, вертлявого, либо того, кто «шарит», то есть ищет, шастает без дела. В словаре Владимира Даля «шарить» — рыться, искать ощупью. Тогда фамилия Шарлов могла закрепиться за непоседой или, наоборот, за тем, кто промышлял мелким воровством или поиском пропажи.

Третья возможность — топонимическая. В Польше и Беларуси есть несколько селений с корнем Шарл- (например, Шарлык в Башкирии, но это тюркское название). Если предки переселились оттуда, фамилия могла возникнуть по названию места жительства: «шарловский» — выходец из Шарлова.

Самый редкий суффикс в этой фамилии — -ов, но при основе Шарл- он стандартен. Необычнее то, что фамилия почти не встречается в старых переписных книгах: Шарловы не были ни боярским, ни крестьянским родом с глубокой историей. Скорее всего, фамилия поздняя, городская, возникшая не раньше середины XIX века. Сейчас её можно встретить в основном в Центральной России и Поволжье, а также среди потомков эмигрантов первой волны, у которых имя Шарль стало уже фамильным.