Фамилия Василов образована от имени Васил — это народная форма крестильного имени Василий. В отличие от более привычной фамилии Васильев, где используется полная форма имени, Василов пошёл от краткого, разговорного варианта, который был распространён в южнорусских и украинских говорах. Суффикс -ов указывает на принадлежность: буквально «сын Васила». По той же модели сложились фамилии Василенко (украинская) и Василевич (белорусская), но Василов — типично русская по форме, хотя и с южным корнем.

Встречается фамилия в двух основных вариантах ударения: на первый слог (Ва́силов) и на последний (Васило́в). Первый вариант, скорее всего, сохраняет ударение исходного имени, второй — результат влияния фамилий на -ов с беглым ударением (типа Козло́в). В документах XIX века можно найти обе формы, что говорит о неустоявшейся норме.

Географически фамилия тяготеет к югу России — Воронежская, Ростовская области, а также к Поволжью. В переписях XVII–XVIII веков Василовы встречаются среди крестьян и однодворцев (особая категория служилых людей, охранявших южные границы). Это не аристократическая фамилия, а фамилия простого сословия, где имя Васил звучало как уменьшительное или обиходное.

Однокоренные фамилии — Васин, Васьков, Васяткин — тоже восходят к производным от Василия, но Василов стоит особняком: он не использует уменьшительный суффикс (-к-, -т-), а берёт напрямую усечённую форму имени, что встречается реже. Это делает фамилию более архаичной по звучанию.

Спорных версий происхождения у Василова нет: корень прозрачен, а попытки связать её с тюркским «васил» (достигающий цели) ономасты отвергают из-за отсутствия таких имён в русском быту.