Фамилия Всильев — редкий вариант написания одной из самых распространённых русских фамилий. В её основе лежит крестильное мужское имя Василий, которое пришло на Русь из Византии и восходит к греческому «басилевс» — царь, владыка. Однако стандартная модель образования фамилии от имени Василий даёт форму Васильев, а не Всильев. Разница в одну букву — «а» вместо «о» — указывает на то, что перед нами не опечатка, а живой процесс редукции гласных в народном произношении.

В русских говорах безударное «о» в имени Василий часто редуцировалось до краткого звука, близкого к «а» или вовсе выпадало. В результате имя могли произносить как «Всилий», особенно в скороговорке или в тех регионах, где аканье было нормой. Фамилия Всильев — это письменная фиксация такого произношения. Она не возникла искусственно, а была записана со слов человека, который называл себя «Всильев», то есть сын Всилия. Подобные случаи известны и для других имён: от Ивана появлялись фамилии Иванцов и Ванцов, от Гавриила — Гаврилов и Гавриев.

В официальных документах XIX — начала XX века фамилия Всильев могла встречаться у крестьян и мещан центральных и южных губерний России, где акающий говор был особенно силён. Переписчики не всегда строго следили за орфографией, а сами носители фамилии часто были малограмотны, поэтому форма закреплялась именно в таком виде. Сегодня фамилия Всильев — большая редкость, она встречается в единичных семьях, в основном на юге России и в некоторых областях Украины, где традиция аканья также была сильна.

Словообразовательная модель здесь стандартна: суффикс -ев указывает на принадлежность («чей сын?» — Всильев). Основа — усечённая форма имени Василий. В отличие от фамилии Васильев, которая может принадлежать и дворянам, и духовенству, и крестьянам, Всильев почти наверняка указывает на простонародное происхождение предков, чья речь была далека от книжных норм.