Фамилия Трубилов — одна из тех, что образована от прозвища, причём прозвище это звуковое, подражательное. В её основе лежит глагол «трубить» или существительное «труба», но не в прямом значении музыкального инструмента, а в переносном, бытовом. На Руси «трубилой» или «трубильщиком» могли назвать человека, который громко, трубным голосом кричал, звал кого-то или просто обладал зычным голосом. В некоторых говорах слово «трубить» означало «гудеть», «реветь» — так могли окрестить шумного, неспокойного человека или даже пастуха, который подавал сигналы.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую модель образования фамилий: Трубилов — буквально «сын Трубила». Исходное прозвище Трубило не было редкостью в XV–XVII веках, его фиксируют в документах по Северо-Восточной Руси. Встречается и другая версия: связь с профессией трубача или мастера, делавшего трубы (например, печные или водосточные). Однако для фамилии Трубилов это менее вероятно: профессиональные прозвища чаще давались по орудию труда («Трубник», «Трубач»), а «трубило» — именно действующее лицо по глаголу.

Географически фамилия Трубилов наиболее характерна для центральных и южных областей России — Курской, Орловской, Воронежской, а также для Поволжья. В этих регионах слово «трубить» в значении «громко говорить» было особенно употребительно. В XIX веке фамилия встречалась и среди крестьян, и среди мещан, но никогда не была широко распространённой — это редкая, локальная фамилия.

Однокоренные фамилии — Трубин, Трубников, Трубачёв — имеют схожую основу, но разную модель образования. Трубилов стоит особняком: у него редкий суффикс -ил-, который в русских фамилиях встречается нечасто (сравните: Бурлилов, Воробьёв — но там суффикс другой). Этот суффикс придаёт прозвищу оттенок действия или свойства: Трубило — тот, кто трубит постоянно, по привычке. Так что предок носителя фамилии, скорее всего, был человеком с громким голосом и неугомонным нравом.