Фамилия Вырлеев — редкий пример образования от прозвища через суффикс -ев, который в этом случае присоединился к основе на мягкий согласный. Модель типична для русских фамилий: прозвище + притяжательный суффикс, указывающий на принадлежность («чей сын?» — Вырлеев). Но сама основа — Вырлей — неочевидна и открывает простор для версий.

Самая правдоподобная гипотеза связывает прозвище с диалектным словом «вырла» — так в некоторых говорах называли вертлявого, непоседливого человека, а также того, кто быстро и ловко работает. В словаре Владимира Даля встречается глагол «вырлять» («вырять», «вырнуться») в значении «выныривать, выскакивать, вертеться». Если прозвище Вырлей дали шустрому, подвижному человеку, то фамилия Вырлеев буквально означает «внук (или сын) того, кого звали Вырлей».

Менее вероятно, но стоит упомянуть, что основа могла быть искажённой формой от имени или прозвища, связанного с глаголом «рыть» (например, Рылей). Однако для такого перехода нет фонетических оснований в русском языке: замена начального «р» на «выр» нехарактерна. Поэтому версия с «вырлой» остаётся основной.

Суффикс -ев указывает на то, что фамилия сложилась в среде, где прозвище оканчивалось на -ей (Вырлей). Такие фамилии чаще встречаются на севере и в центральной России, но точная география бытования Вырлеевых не прослеживается по доступным историческим данным. Фамилия не попала в реестры дворянских родов, не фиксируется в массовых списках купечества или духовенства — скорее всего, её носили крестьяне или посадские люди.

Для этимолога Вырлеев интересен именно своей непрозрачностью: это не фамилия от крестильного имени или профессии, а от живого прозвища, которое сегодня уже не употребляется. Единственное, что осталось, — слово «вырла» в диалектных словарях, которое и даёт ключ к разгадке.