Фамилия Цвиловская образована от географического названия — скорее всего, от села или местечка Цвилево, Цвилово или Цвиловка. Такие названия встречаются на территории бывшей Речи Посполитой, в частности в Беларуси и на западе Украины. Основа «цвил» восходит к глаголу «цвісці» (цвести) в белорусском или украинском языках, либо к слову «цвіль» — плесень, что в народной топонимике могло означать сырое, низкое место, поросшее мхом. В польском языке есть слово ćwil — старый, ветхий, что тоже могло лечь в основу прозвища.

Суффикс -ск- указывает на дворянское или шляхетское происхождение фамилии. В Польше и Великом княжестве Литовском фамилии на -ский/-цкий носили в основном владельцы поместий, которые брали название по своему имению. Цвиловские, вероятно, были мелкопоместной шляхтой, владевшей хутором Цвилово. В Российской империи после разделов Польши такие фамилии закрепились и за крестьянами, которые жили в одноимённых деревнях, но в этом случае форма обычно была бы Цвилов (без -ск-).

Форма Цвиловская — женская, от мужской Цвиловский. В архивах фамилия фиксируется в основном среди православного и католического населения Минской, Гродненской и Волынской губерний. Встречается также вариант Цвиловска — более редкий, с усечённым окончанием, характерный для польской традиции.

Редкость фамилии в том, что основа «цвил» нечастотна в русской ономастике. Однокоренных фамилий мало: Цвиль, Цвилёв, Цвилин. Цвиловская стоит особняком — у неё прозрачная территориальная привязка и ясная социальная принадлежность к западнорусской шляхте, что делает её хорошим примером фамилии-топонима с белорусско-польскими корнями.