Фамилия Танаилова — женская форма фамилии Танаилов, и её разговорный вариант Танайлова встречается не реже, чем исходный. Чтобы понять её происхождение, нужно посмотреть на основу «Тана(й)». Скорее всего, это не полное крестильное имя, а производная форма от Тана — сокращения от имён Танасий (церковное Афанасий, что значит «бессмертный») или Станислав. Такие усечения (Тана, Ваня, Петя) были естественной частью бытового общения на Руси, и от них легко образовывались фамилии с помощью суффикса принадлежности -ов/-ев.

Суффикс -ил- в основе Танаилов — редкая деталь. Он мог возникнуть как диалектное или просторечное расширение: Танаил — то же, что Танай, но с уменьшительным или даже шутливым оттенком. В русских говорах суффикс -ил- не был продуктивным для имён, так что, возможно, фамилия южнославянского или болгарского происхождения, где такие формы встречаются чаще (сравните с болгарской фамилией Танаилов). В таком случае Танаилова могла попасть в Россию вместе с переселенцами из балканских регионов.

Географически фамилия редкая и в основном фиксируется на юге России и в Поволжье — зонах, где смешивались русские, украинские и тюркские влияния. Не исключено, что основа «Тана» могла совпасть с тюркским словом «тана» (телёнок, молодое животное), что дало бы прозвище по профессии скотовода или по внешности. Но эта версия менее вероятна: для русской фамилии характернее славянское имя, а не прямое заимствование из тюркских языков, хотя в приграничных областях такое смешение не редкость.

Итак, предки носительницы фамилии Танаилова могли быть людьми, которых в быту звали Танаил или Танай — скорее всего, так сокращали крещёное имя Афанасий. Фамилия не дворянская и не купеческая, а крестьянская или мещанская, что подтверждается её редкостью и отсутствием в старых родословных книгах.