Фамилия Возмилов происходит от прозвища Возмил. Самая вероятная версия связывает его с глаголом «взимать» — то есть «взыскивать, брать с кого-либо, собирать дань, подать». Предок-Возмил мог быть сборщиком налогов, податей или другим человеком, чья работа была связана с получением чего-либо от других. В пользу этого говорит и то, что фамилия Возмилов стоит в одном ряду с однокоренными Возмилкин, Возминцев, Возмищев — все они образованы от той же основы.

Есть и вторая версия: в основе прозвища мог лежать глагол «возыметь» — то есть «приобрести, получить». В этом случае прозвище могло закрепиться за удачливым крестьянином или купцом, который сумел разбогатеть, «возыметь» имущество. Обе версии логичны и не противоречат друг другу: они описывают человека, так или иначе связанного с получением, сбором или приобретением чего-либо.

Модель образования фамилии проста и типична для русского севера и центра: к основе прозвища Возмил добавился патронимический суффикс -ов. Так появилась фамилия, отвечающая на вопрос «чей сын?» — сын Возмила, Возмилов. Географически фамилия встречается в основном в Вологодской области и соседних регионах, что тоже косвенно подтверждает её севернорусское происхождение: именно там были сильны традиции прозвищ на -ил (вроде Косил, Молотил, Возмил), которые давали по действию или занятию.