Фамилия Вилов — одна из тех, где сразу бросается в глаза нехарактерное для русских фамилий окончание. Суффикс -ов здесь есть, но основа — Вил — вызывает вопросы. В русской ономастике это редкий случай, когда фамилия образована не от славянского имени, а от заимствованного. Самая прямая и логичная версия: основа — это каноническое имя Вил (от латинского Vilus, уменьшительная форма от Вильгельм или, реже, от латинского «vilis» — дешёвый, простой). В святцах это имя встречается, но было распространено крайне узко, в основном в среде духовенства или в семьях, где детей называли по святцам без оглядки на моду. Соответственно, Вилов — «сын Вила».

Есть и вторая, более бытовая версия. В некоторых говорах «вил» — это диалектное название черенка косы или рукоятки вил. Человек, делавший такие рукоятки, мог получить прозвище Вил, а его дети становились Виловыми. Это объяснение правдоподобно для крестьянской среды центральных и северных губерний, где ремесло было наследственным. Третья версия, менее вероятная, но встречающаяся: связь с глаголом «вить» (вил верёвки, вил гнезда). Однако от «вить» фамилии обычно образовывались через суффикс -ин (Витин) или через основу Вяч- (Вячеслав), так что эта гипотеза слабая.

Географически фамилия Вилов не привязана к одной области, но заметна в Поволжье и на юге России, что косвенно указывает на её позднее происхождение — скорее всего, не раньше XVIII века, когда имя Вил вышло из активного употребления, а прозвища стали чаще переходить в фамилии. Сословная принадлежность предков могла быть любой: от крестьянина-ремесленника до священника, носившего редкое имя. Однокоренных фамилий мало: Вильев, Вилин — и те встречаются редко. Вилов — пример того, как короткая и непривычная основа может скрывать за собой либо забытое церковное имя, либо узкопрофессиональное прозвище, и без архивных записей по конкретной ветви определить это почти невозможно.