Фамилия Жмылёв образовалась от прозвища Жмыль. В его основе лежит глагол «жмать» — более старая форма современного «жать». Отсюда вытекают две основные версии происхождения.

Первая связывает прозвище с чертой характера: Жмылём в народе называли человека прижимистого, неохотно расстававшегося с деньгами. Вторая версия — профессиональная: Жмыль мог указывать на род занятий. Так могли прозвать того, кто постоянно что-то жал или отжимал, например, давил сок, отжимал лён или работал в маслобойне.

Словообразовательная модель проста и типична для русских фамилий: к основе прозвища Жмыль добавился патронимический суффикс -ёв, указывающий на принадлежность («чей?» — Жмылёв, то есть сын или потомок Жмыля). Интересно, что в этой фамилии ударение падает на окончание, что характерно для фамилий, образованных от основ с беглым гласным или от коротких прозвищ.

В отличие от более распространённых фамилий на -ов, вариант с «ё» встречается реже и часто указывает на то, что в момент оформления фамилии в документах звук «о» под ударением после мягкого согласного произносился и писался именно как «ё». Встречается также вариант написания Жмылев, который мог возникнуть из-за упрощения или неграмотности писарей.

Безусловно, фамилия Жмылёв представляет собой самобытный памятник славянской культуры, однако процесс её формирования был длительным. Окончательно говорить о точном времени и месте её возникновения можно лишь на основании серьёзных генеалогических исследований в конкретных архивах и метрических книгах.