Фамилия Цембрило — редкий случай, когда географическая привязка оказывается точнее любой гипотезы о происхождении. Носители этой фамилии почти поголовно встречаются на западе Украины, в основном в Тернопольской и Львовской областях, и почти не фиксируются за пределами этого региона. Такая локальная концентрация сразу подсказывает, что корень фамилии — не общеславянский, а диалектный или заимствованный.

Словообразовательная модель проста: суффикс -ил-о, характерный для украинских и польских фамилий, образованных от прозвищ (ср. Ломило, Тягнило). Основа «цембр-» или «цембрил-» не имеет очевидных параллелей в литературном украинском или русском языках. Наиболее правдоподобная версия связывает её с польским или западноукраинским диалектным словом «cębra» — «ведро», «бадья», или с глаголом «cębrować» — «черпать», «вынимать воду». В таком случае Цембрило — прозвище человека, который делал вёдра (бондарь) или черпал ими воду, то есть указывает на конкретное ремесло или занятие.

Менее вероятно, хотя и возможно, происхождение от личного имени Цембр — варианта имени Целестин или от сокращённой формы имени Цембор (древнепольское Czębor, от «część» — честь и «borzyć» — бороться). В пользу ремесленной версии говорит и то, что фамилия не дворянская и не шляхетская — суффикс -ило в польской ономастике чаще встречается у крестьянских и мещанских прозвищ. Никаких известных исторических деятелей или литературных персонажей с этой фамилией не зафиксировано, что только подтверждает её сугубо народное, бытовое происхождение.