Фамилия Тримайло — одна из тех, что сразу обращает на себя внимание необычной конструкцией. В ней нет привычного суффикса -ов или -ин, а окончание -о выдаёт её южное, скорее всего, украинское происхождение. В основе лежит повелительное наклонение глагола «тримати» (держать) и слово «майло» — так в украинских говорах называли мыло. Получается буквально «держи мыло». Звучит как прозвище, данное человеку по какой-то бытовой привычке или роду занятий.

Самая правдоподобная версия — прозвище закрепилось за мыловаром или торговцем мылом. В старину мыло было товаром не первой необходимости, и человек, который его варил или продавал, получал характерное прозвище, которое со временем превратилось в фамилию. В украинской ономастике такие «глагольные» фамилии на -айло, -ейло, -ило встречаются часто: например, Гуляйло, Ломайло, Крутило. Тримайло вписывается в этот ряд.

Менее вероятная, но допустимая версия — прозвище могло относиться к человеку скуповатому или, наоборот, чистоплотному, который постоянно требовал мыло. Однако в словарях украинских прозвищ фамилия Тримайло обычно связывается именно с ремеслом. Встречается она преимущественно на Левобережной Украине, в Черниговской и Полтавской областях, а также в прилегающих районах России, куда переселялись украинские крестьяне.

С точки зрения словообразования, фамилия относится к так называемым «окающим» формам, характерным для северных украинских говоров, где «майло» произносили с твёрдым «ы». В русской среде фамилию могли переосмыслить как «три майла» или «три майки», но это уже народная этимология, не имеющая отношения к первоначальному значению. Сословной принадлежности у фамилии нет — её могли носить и казаки, и крестьяне, и мещане.