Фамилия Трилисова — женская форма фамилии Трилисов, и её происхождение неочевидно. Скорее всего, в основе лежит прозвище или мирское имя Трилис, которое могло возникнуть в двух разных контекстах.

Первая версия — топонимическая. Фамилия могла образоваться от названия населённого пункта вроде Трилисы или Трилесье. Такие названия встречаются в Беларуси и на западе России: село Трилесье (Гомельская область), хутор Трилисы или урочище Трилис. В этом случае человек Трилисов — выходец из этих мест. Суффикс -ов указывает на типичную русскую модель образования фамилий от географических названий.

Вторая версия связывает фамилию с личным прозвищем Трилис. В русских говорах слово «лис» — не только животное, но и хитрый человек. Прозвище Трилис мог получить человек с тройной хитростью, или же это была ироничная кличка для простоватого парня. Возможна и более прозаичная трактовка: «три лиса» — охотник, добывший трёх лис, или владелец трёх лисьих шкур. В пользу этой версии говорит то, что прозвища от животных в русской ономастике очень часты: Волков, Лисицын, Зайцев. Трилисов стоит в этом же ряду, но с числительным, что делает его редким.

Третья, менее вероятная версия — от трёхосновного имени Трилис, которое могло быть греческим или латинским заимствованием через церковную среду. Однако никаких подтверждений такому имени в святцах нет.

Фамилия Трилисова по суффиксу — типично русская, при этом довольно редкая. Встречается преимущественно в южных и центральных областях России, а также среди потомков переселенцев с Украины и Беларуси. По сословной принадлежности носители могли быть как крестьянами (если фамилия образована от прозвища), так и мещанами или духовенством (если от названия села). Точных данных о дворянском происхождении нет.