Фамилия Цепилев — не самая распространённая, но её происхождение можно проследить довольно чётко. Она образована по типичной для русских фамилий модели: от прозвища или нецерковного имени с помощью суффикса -ев, который присоединялся к основам на мягкий согласный. Вариант с суффиксом -ов (Цепилов) тоже встречается, но реже.

В основе лежит слово «цепь» или производное от него. Самая прямая версия: фамилия пошла от прозвища Цепиль. Так могли назвать человека, который постоянно носил с собой цепь, работал с цепями (например, кузнец-цепник) или имел характерную походку (цепляющуюся, «цепкую»). В говорах слово «цепиль» имело и конкретное хозяйственное значение — так называли палку с крючком, которой подцепляли и вытаскивали из печи горшки или чугуны. Человек, делавший такие крюки или постоянно ими пользовавшийся (повар, пекарь), тоже мог получить прозвище Цепиль.

Менее вероятно, но стоит упомянуть: в некоторых диалектах «цепель» — это длинная палка для сбивания плодов с деревьев. Прозвище могло закрепиться за садовником или озорником, который этим занимался.

Фамилия Цепилев — типично русская, сословно она не была закреплена за дворянством. Скорее всего, её носили крестьяне или ремесленники из центральных и южнорусских губерний. В документах фамилия встречается с XVII–XVIII веков, но массово закрепилась после отмены крепостного права, когда бывшим крепостным давали фамилии по прозвищам их предков.

В написании путаницы почти нет: всегда через «е» в первом слоге, ударение чаще падает на первый слог — Це́пилев, хотя в разговорной речи иногда смещается на второй.