Фамилия Вавильева — женская форма фамилии Вавильев, которая образована от мужского имени Вавила. В основе лежит каноническое имя Вавила, которое в святцах носил священномученик, епископ Антиохийский. Имя это греческого происхождения, однако в русской народной среде его часто сближали с названием города Вавилон, что порождало дополнительные ассоциации и шуточные прозвища.

Модель образования проста: суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного) присоединился к основе имени Вавил-, дав отчество «Вавильев сын». В разговорной речи имя Вавила нередко произносили с беглым гласным: Вавил, отсюда и форма Вавильев, а не Вавилов. Фамилия Вавилов, кстати, гораздо более распространена и знакома всем по биологу Николаю Вавилову. Вавильева — вариант более редкий, сохранивший старую народную огласовку.

По сословной принадлежности предки Вавильевых, скорее всего, были крестьянами или мещанами. В дворянских родословных книгах эта фамилия почти не встречается, что типично для фамилий, образованных от простонародных форм крестильных имён. Географически фамилия тяготеет к центральным и северным областям России, где имя Вавила было в ходу до XIX века.

В некоторых говорах слово «вавила» могло означать «простак», «недотёпа» или, наоборот, «озорник». Поэтому не исключено, что в отдельных случаях фамилия образовалась не от имени, а от прозвища, данного человеку за характер или поведение. Но это версия менее вероятная: в подавляющем большинстве случаев русские фамилии на -ев/-ов восходят к церковным именам.