Фамилия Вигилев — одна из тех, что ставит перед исследователем загадку. Её основа не лежит на поверхности, и привычные модели образования здесь дают сбой. Если бы фамилия была образована от имени Вигилий (латинское Vigilius — «бодрствующий»), мы бы скорее ожидали форму Вигильев. Суффикс -ев указывает на принадлежность, но исходное имя в таком случае должно было оканчиваться на мягкий согласный. Вигилий как раз подходит, однако фамилия Вигилев встречается крайне редко, а вот Вигилев — ещё реже, и это наводит на мысль, что корень может быть иным.

Гораздо правдоподобнее версия, связывающая фамилию с прозвищем Вигиль. В русских говорах слово «вигиль» или «виголь» могло означать непоседу, вертлявого человека, того, кто «вихляет» или «виляет». Глагол «вигаться» в некоторых диалектах значит «шевелиться, качаться». Таким образом, прозвище Вигиль давали человеку подвижному, беспокойному или, наоборот, неуклюжему, с раскачивающейся походкой. От него и пошла фамилия: «чей? — Вигилев», то есть сын или потомок Вигиля.

Суффикс -ев здесь закономерен: основа прозвища оканчивается на мягкий «ль», поэтому присоединяется именно он, а не -ов. Такая модель — одна из самых распространённых в русских фамилиях, но конкретная основа «вигиль» делает её редкой. Среди однокоренных можно назвать фамилии Вигилянский (возможно, от географического названия) или Вигин, но Вигилев стоит особняком.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным областям России, где диалектные слова с корнем «виг-» фиксировались лучше всего. Встречается она нечасто, что говорит о локальном происхождении — скорее всего, от прозвища одного человека из конкретной деревни или волости. Сословной принадлежности угадать невозможно: прозвище Вигиль мог получить и крестьянин, и посадский человек, и даже служилый, если отличался характерной манерой поведения.

Версия о происхождении от латинского имени Vigilius, хоть и возможна, но менее вероятна из-за редкости и нестандартного написания. Такое имя могло попасть в русскую среду через духовенство, но в этом случае фамилия звучала бы как Вигильев или Вигилиев. Наличие формы Вигилев скорее указывает на народную, диалектную основу.