Фамилия Толилов — один из тех случаев, когда внешне простая основа таит в себе неожиданный поворот. Сразу скажем: это не вариант фамилии Толин, хотя внешнее сходство обманчиво. Толилов образована с помощью патронимического суффикса -ов, указывающего на принадлежность («чей?» — Толилов сын). Но вот корень здесь не «Тол», а «Толил», что заставляет искать прозвище или имя, от которого пошла фамилия.

Самая вероятная версия — происхождение от прозвища Толило, которое, в свою очередь, связано с глаголом «толить» в его диалектном значении. В русских говорах «толить» означало «точить, натачивать», а также «унимать, утолять» (например, жажду). Человек, которого в деревне прозвали Толилом, мог быть точильщиком инструментов или, в переносном смысле, тем, кто «утоляет» чьи-то нужды. Суффикс -ил в таких прозвищах (как и в фамилиях Томилов, Крутилов) указывает на деятеля — того, кто постоянно совершает действие.

Менее распространённая версия отсылает к имени Толил как к возможной народной форме канонического имени Анатолий. В крестьянской среде полное имя сокращали до Толя, Толик, а иногда и до Толил — по аналогии с уменьшительными вроде «Михаил — Михил». В этом случае фамилия Толилов означала бы «сын Толила», то есть потомок Анатолия.

Фамилия редкая. Встречается преимущественно в центральных областях России, особенно в Рязанской и Тамбовской губерниях, где диалектное слово «толить» было в ходу. Среди дворянства Толиловы не отмечены — это типичная крестьянская или мещанская фамилия, возникшая в среде, где прозвища давали по ремеслу или характерному поведению.