Фамилия Зарлыкова образована от мужского имени или прозвища Зарлык. В её основе лежит тюркский корень «зар», который в ряде языков (казахском, киргизском, башкирском) означает «крик», «вопль», «жалоба», а в более широком смысле — «стон», «плач». Суффикс «-лык» в тюркских языках образует имена прилагательные или существительные со значением качества или состояния. Таким образом, Зарлык — это «крикливый», «плаксивый», «тот, кто часто жалуется», либо, напротив, «громогласный», «звонкий» — в зависимости от контекста, в котором прозвище дали.

Вероятно, прозвище Зарлык давали человеку с громким голосом или, наоборот, сварливому, постоянно выражающему недовольство. В русской среде фамилия закрепилась через патронимический суффикс «-ов», который указывает на принадлежность: «Зарлыков» — сын Зарлыка. Женская форма «Зарлыкова» — это вариант, зафиксированный в документах для женщин, и происходит она от той же мужской основы.

Фамилия редкая и явно невеликорусского происхождения. Она встречается в основном в регионах с сильным тюркским влиянием: в Поволжье, на Южном Урале, в Башкортостане, Татарстане, а также у казахов и киргизов, где она может писаться без окончания «-ов». В русских метрических книгах XIX века носители фамилии Зарлыковы — это, скорее всего, крещёные татары или башкиры, либо русские, получившие прозвище от тюркоязычных соседей.

Интересно, что в некоторых тюркских диалектах «зарлык» могло означать не только «плаксу», но и «беднягу», «несчастного» — человека, вызывающего сочувствие. В этом значении прозвище могло стать не обидной кличкой, а именем-оберегом: считалось, что если назвать ребёнка «жалким», злые духи не позарятся на него. Такая практика была распространена у многих народов, и фамилия Зарлыкова, возможно, хранит память именно об этом обычае.