Фамилия Вангилов — хороший пример того, как географическое имя может превратиться в родовое прозвище и закрепиться в документах. В основе лежит не имя и не профессия, а название села или реки, что для русских фамилий встречается реже, чем для, скажем, польских или украинских, но всё же не уникально.

Корень «Вангил» почти наверняка восходит к топониму. В России и сопредельных странах есть несколько объектов с похожими названиями: река Вангиль (приток Ветлуги в Костромской области) и несколько сел с названиями Ванги, Вангино, Вангиль. Жителя этих мест — выходца с реки или из деревни — прозвали Вангилом. Такая модель словообразования (основа географического названия + суффикс -ил) характерна для северных и восточных областей России, где прозвища часто образовывались от названий рек и урочищ. Затем к прозвищу Вангил добавили стандартный патронимический суффикс -ов, означающий «сын Вангила» или «принадлежащий Вангилу».

Возможна, хотя и менее вероятна, версия от личного имени Ванга — краткой формы от Иван, Валентин или Ванифатий. В этом случае Вангил — это уменьшительно-ласкательная форма с тем же суффиксом -ил, что даёт значение «маленький Ваня». Но топонимическое объяснение выглядит убедительнее: фамилия Вангилов очень редкая и не встречается массово в центральных областях, где от Ивана образованы миллионы фамилий. Её география — север Поволжья, Костромская и Кировская области, что совпадает с ареалом реки Вангиль и её притоков.

Фамилия недворянская, а крестьянская или мещанская. Предки Вангиловых, скорее всего, были государственными крестьянами, жившими в лесной зоне и занимавшимися подсечным земледелием, охотой или бортничеством. Суффикс -ов указывает на то, что фамилия оформилась не раньше XVI–XVII веков, когда в России начался массовый переход от прозвищ к наследственным фамилиям, и закрепилась в церковных книгах.