Фамилия Вавулов образована от производной формы мужского крестильного имени Вавила. Само имя Вавила восходит к арамейскому языку и означает «ворота Бога» или «житель Вавилона». В бытовой русской речи имя часто сокращалось или видоизменялось, так и появилась форма Вавула, которая и легла в основу фамилии.

Словообразовательная модель здесь стандартна для русских фамилий: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?»). Вавулов — буквально «сын Вавулы» или «потомок человека по имени Вавула». Такую модель в XVII–XIX веках чаще всего получали крестьяне и мещане центральных и северных губерний России.

Святым покровителем имени считается Вавила Антиохийский — епископ, священномученик, пострадавший при императоре Деции. Согласно житию, во время языческого праздника император попытался войти в христианский храм во время литургии, но был изгнан епископом. На следующий день Деций приказал сжечь храм, а христиан вместе с епископом привели к нему. Не добившись отречения, император подверг Вавилу, трёх отроков и их мать пытке огнём, а затем приказал обезглавить всех. Византийский историк Сократ Схоластик в «Церковной истории» передаёт предание, что позже император Юлиан Отступник, открыв языческие храмы в Антиохии, не смог получить ответа от оракула дафнийского Аполлона: дух «страшился соседа, мученика Вавилы», чьи мощи лежали неподалёку. По приказу Юлиана мощи перенесли из Дафны в другой город.

Именно это имя, в его разговорной форме Вавула, и стало основой фамилии. Интересно, что имя Вавила встречалось на Руси нечасто, но давало целое гнездо родственных фамилий: Вавилов, Вавулин, Вавилкин. Вавулов — один из вариантов, закрепившийся в документах и переписях. Поскольку имя было редким, фамилия не получила широкого распространения и встречается точечно, в основном в центральных областях России и Поволжье.