Фамилия Святлов — один из тех случаев, когда интуитивное толкование лежит на поверхности, но при внимательном разборе оказывается не единственным. Самая очевидная версия — от слова «святой». Однако напрямую прозвище «Святой» давали редко: это было слишком высоко и пафосно для бытового общения. Чаще всего в основе лежали производные формы — Свят, Святоша, Святко. От них с помощью патронимического суффикса -ов и образовалась фамилия. Суффикс указывает на принадлежность: «Святлов» буквально значило «сын Святла» (где Святло — вариант личного имени Святой или уменьшительное от него). В старину такие имена-обереги давали с пожеланием, чтобы ребенок вырос чистым и праведным.

Есть и более прозаичная версия, которую поддерживает ряд ономастов. В северных и центральных говорах «святло» (или «святлово») называли не человека, а предмет — икону, лампаду, свечу. Прозвище Святло мог получить церковный служка, пономарь или звонарь, который зажигал свечи и следил за лампадами. В таком случае Святловы — потомки человека, связанного с церковным обиходом, а не носителя святости как качества. Эта версия правдоподобнее ещё и потому, что фамилия редкая и не имеет массового распространения — её носители чаще встречаются в регионах с сильной старообрядческой традицией (Поволжье, Урал), где церковные прозвища бытовали дольше.

Суффикс -ов в фамилии Святлов стандартный для русской патронимической модели, но сама основа на -л (Свят-л-ов) встречается реже, чем на -к (Святков) или -ш (Святов). Это указывает на возможное происхождение от древнерусского полного имени Святлъ, зафиксированного в новгородских берестяных грамотах. Если так, то фамилия очень древняя, домонгольского слоя. В сословном отношении Святловы в основном были крестьянами или мещанами — дворянских родов с такой фамилией в гербовниках нет. В метрических книгах XIX века фамилия встречается в Вятской, Костромской и Пермской губерниях, что подтверждает её привязку к северо-востоку России.