Фамилия Вавулова образована от мужского крестильного имени Вавула, одного из вариантов православного имени Вавила. В переводе с арамейского это имя означает «ворота Бога» или «житель Вавилона». Имя вошло в русский именослов благодаря святому покровителю — Вавиле Антиохийскому, епископу, пострадавшему за веру в 251 году.

Словообразовательная модель фамилии проста: к основе Вавул- добавлен типичный русский суффикс -ов, указывающий на принадлежность. В буквальном смысле Вавулова — «дочь (или жена) Вавулы». Такая форма характерна для фамилий, которые закрепились за женщинами, но в русской традиции могла передаваться и по мужской линии, если фиксация произошла в женском роде.

Имя Вавила (и его разговорная форма Вавула) было распространено в среде духовенства и крестьянства. Вавила Антиохийский — фигура, известная по житию: во время гонений императора Деция он изгнал правителя из христианского храма, за что был подвергнут пыткам и казнён вместе с тремя отроками и их матерью. Сократ Схоластик в «Церковной истории» передаёт предание, что даже после смерти святого его мощи внушали страх языческим духам: когда император Юлиан Отступник пытался получить прорицание от оракула Аполлона в Дафне, жрецы сообщили, что дух «страшится соседа, мученика Вавилы», чьи мощи покоились неподалёку. По приказу Юлиана их перенесли в другой город.

Фамилия Вавулова встречается реже, чем однокоренные Вавилов или Вавулин. Форма с суффиксом -ов указывает на более позднюю фиксацию, возможно, в северных или центральных регионах России, где крестильные имена могли бытовать в народном произношении с утратой «и»: Вавула вместо Вавила. Таким образом, потомок человека, носившего имя Вавула, со временем получил фамилию Вавулова.