Фамилия Вавилова — одна из тех, что образована от прямого мужского имени, без промежуточного прозвища. В основе лежит старинное русское имя Вавила, которое, в свою очередь, восходит к арамейскому слову со значением «ворота Бога» или, по другой версии, «житель Вавилона». Имя это было календарным, церковным: его давали в честь святого великомученика Вавилы, епископа Антиохийского, почитаемого за ревностную веру.

В русском быту имя Вавила не было редкостью, но народная молва обошлась с ним не слишком почтительно. Сохранилась поговорка, построенная на созвучии: «Не помер Вавила — снопом задавило!». Она обыгрывает имя и слово «задавило», не имея отношения к реальному событию, но закрепляя за именем шутливый, сниженный оттенок.

Модель образования фамилии проста и типична для русского севера, Поволжья и центральных областей: суффикс -ов присоединялся к основе имени, указывая на принадлежность. Вавилова — буквально «дочь (или жена) Вавилы». Со временем отчество закрепилось как фамилия, и сейчас её носительницы могут быть никак не связаны с человеком по имени Вавила.

Интересно, что фамилия Вавилова встречается заметно чаще, чем мужская форма Вавилов, хотя по правилам словообразования они парные. Это говорит о том, что фамилия могла фиксироваться в документах именно в женском варианте, например, по матери или вдове, либо просто так сложилась традиция записи в конкретной местности.

Споров о происхождении корня здесь нет: вся цепочка — от арамейского заимствования через греческий и церковнославянский к русскому имени — прослеживается чётко. Соблазна притянуть связь с «вавилонами» (кривыми линиями, лабиринтами) быть не должно: это более позднее, переносное значение, не имеющее отношения к антропонимике.