Фамилия Желторылов — один из тех редких случаев, когда прозвище, от которого она образована, почти не нуждается в расшифровке. Основа здесь прозрачна: «жёлтый рыл», то есть человек с жёлтым ртом или клювом. Однако за этой простотой скрывается неожиданный поворот: скорее всего, прозвище относилось не к человеку, а к птице.

Словообразовательная модель типична для русских фамилий: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?» — Желторылов, то есть сын или потомок Желторыла). Само прозвище Желторыл — сложение двух основ: «жёлтый» и «рыло» (в старом значении — морда, клюв, лицо). В русских говорах «жёлторотый» или «желторылый» часто называли птенца, у которого ещё не потемнел клюв, а переносно — молодого, неопытного человека, «зелёного» новичка. Но фамилия образована не от прилагательного, а от существительного, что сдвигает смысл: прозвище могло закрепиться за человеком, который чем-то напоминал птицу с жёлтым клювом — например, был крикливым, болтливым или имел особенность во рту (жёлтые зубы, налёт).

В ономастике известны параллели: фамилия Желторотов (от «жёлторотый») встречается чаще и прямо указывает на молодость. Желторылов — более редкий вариант, где основа «рыл» могла иметь ироничный или грубоватый оттенок. В словаре Б. Унбегауна подобные сложные фамилии с корнем «рыл» (например, Криворылов, Долгорылов) отнесены к прозвищным, часто с яркой экспрессией.

Географически фамилия тяготеет к центральным и южным регионам России, где живые прозвища на -рыл фиксировались в переписных книгах XVII–XVIII веков. Встречаемость низкая, что говорит о локальном происхождении — возможно, от одного прозвища в конкретной деревне. Сословная принадлежность предков — вероятнее всего, крестьяне или посадские люди, так как фамилии такого типа редко встречались у дворянства, предпочитавшего книжные или топонимические модели.

Таким образом, Желторылов — это фамилия-характеристика, родившаяся из меткого народного наблюдения. Предок мог получить её либо за внешнюю примету, либо за поведение, и со временем прозвище закрепилось за его родом.