Фамилия Зубаилова — женская форма от Зубаилов, а та, в свою очередь, образована от мужского имени или прозвища Зубаил. Самое вероятное объяснение: в основе лежит тюркское имя Зубаир (арабского происхождения, от корня «зубр» — «сильный», «крепкий»). В русской среде имя через огласовку «а» и суффикс принадлежности -ов дало фамилию Зубаиров. Форма на -ил (Зубаил) — либо диалектный вариант того же имени, либо уменьшительная форма, где конечное -ил указывает на «малого» или «младшего» в роду.

Суффикс -ов в мужском варианте стандартен для русских фамилий XIX века: он означал «чей?» — сын или потомок Зубаила. Женская форма Зубаилова закрепилась в документах как отчество жены или дочери. Фамилия редкая, встречается в основном в регионах с исторически смешанным тюрко-славянским населением — на Северном Кавказе, в Поволжье (особенно в Татарстане и Башкортостане) и в астраханских степях.

Менее правдоподобная, но возможная версия: корень «зуб» в русском языке (от «зуб» как часть тела или от «зубатый» — задиристый, драчливый) с маловероятным суффиксом -аил. В говорах встречалось прозвище Зуб, но форма Зубаил для русского уха неестественна и не фиксируется в словарях древнерусских прозвищ. Поэтому тюркское происхождение надёжнее.

В дореволюционных ревизских сказках фамилия почти не попадается — это говорит о том, что её носители были либо из крестьян поздней записи (после реформы 1861 года), либо из казачьих или инородческих сословий, где фамилии оформлялись позже и с колебаниями в написании. Встречается вариант Зубаилова с ударением на второй слог (Зуба́илова) — это указывает на русскую адаптацию, где ударение сместилось с арабского прототипа.