Фамилия Вирубова — редкий случай, когда написание через И, а не через Ы, не ошибка, а ключ к происхождению. В русских фамилиях на -ов/-ев прилагательное в женском роде обычно оканчивается на -ова (Иванова, Петрова). Форма Вирубова с ударным И в корне и буквой «и» в начале — это не женский вариант от Вирубов, а историческое написание, закрепившееся в документах. Чаще всего такую фамилию носили женщины из дворянского или купеческого сословия, где в официальных бумагах фиксировали именно женскую форму, а мужская (Вирубов) оставалась в тени.

Корень фамилии — глагол «вырубать» в значении «рубить, высекать, делать выемку». Но ударение на первый слог (ВИрубова) указывает на диалектное или просторечное произношение: в некоторых говорах вместо «вырубать» говорили «вирубать», с заменой Ы на И под влиянием аканья или местных фонетических привычек. Таким образом, прозвище Вируб или Вирубой могли дать лесорубу, плотнику, человеку, занимавшемуся вырубкой леса или изготовлением деревянных изделий. Вторая версия, менее вероятная, — от слова «вир» (омут, водоворот), но тогда фамилия писалась бы как Виров или Вировский.

Модель образования типична для русских фамилий: прозвище Вируб (с усечением суффикса) плюс суффикс -ов, указывающий на принадлежность: «сын Вируба». Уникальность фамилии в том, что она почти не встречается в крестьянской среде — в переписях XIX века преобладают формы Вырубов (от «вырубать»). Вирубовы же фиксируются в основном в дворянских родословных книгах, например, в Тамбовской и Рязанской губерниях. Известная носительница — Анна Вырубова (фрейлина императрицы Александры Федоровны), но её фамилия писалась через Ы. Вирубова с И — скорее всего, ветвь того же рода, где написание изменилось из-за местного говора или канцелярской описки, которая со временем стала нормой для семьи.

Географически фамилия привязана к центральным и южным регионам России, где в диалектах было распространено «вирубать» вместо «вырубать». Встретить её сегодня можно редко, но она сохранилась в основном в среде потомков мелкопоместных дворян, чьи предки владели лесными угодьями и занимались их расчисткой.