Фамилия Жмайлов образована по самой распространённой в русском языке модели — от прозвища с помощью патронимического суффикса -ов. В основе лежит слово «жмайло» или «жмай». Глагол «жмать» (жать, сжимать, давить) в южнорусских и украинских говорах имел и переносное значение — «скупиться». Соответственно, Жмайлом в народе могли прозвать либо прижимистого, скуповатого человека, либо, наоборот, того, кто сильно жал руку при рукопожатии, — тут уж смотря с какой интонацией прозвище приклеилось. В старых документах встречаются и другие однокоренные фамилии: Жмакин, Жмаев, Жмаков — все они восходят к тому же глагольному корню, но с разными суффиксами.

Вторая, менее распространённая версия выводит прозвище из диалектного «жмайло» — так в некоторых областях называли выжимку, жмых, то есть то, что остаётся после отжима сока или масла. Тогда прозвище могло быть ироническим и относиться к худощавому или «выжатому» жизнью человеку. Однако первая версия — от скупого или крепкого на руку — звучит правдоподобнее, потому что прозвища по чертам характера давали чаще, чем по внешнему сходству с предметом.

Географически фамилия Жмайлов довольно редкая. Основные очаги её бытования — юг России и восток Украины, особенно Ростовская, Воронежская области, а также Краснодарский край. Встречается она и в Беларуси, но реже. В центральных и северных областях России фамилия практически не фиксируется — это дополнительный аргумент в пользу южнорусского или украинского происхождения прозвища, поскольку именно там глагол «жмать» был в ходу.

Сословная принадлежность носителей фамилии неоднородна. В ревизских сказках и исповедных ведомостях XIX века Жмайловы значатся в основном среди государственных крестьян и однодворцев — потомков служилых людей, которые несли сторожевую службу на южных границах. Никаких дворянских родов с такой фамилией в гербовниках не зафиксировано, так что предки современного Жмайлова — скорее всего, вольные хлебопашцы или казаки.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, Жмайлов стоит особняком из-за суффикса -айл-. Такая модель (основа глагола + -айл-) характерна для прозвищ, образованных по действию: «майло» (от мать — махать), «катайло» (катать). Жмайло — редкий, но типичный для народной ономастики случай, когда прозвище застыло в форме деятеля, а потом перешло в фамилию.