Фамилия Брюлов имеет русское происхождение и образована от прозвища Брюло, которое, вероятно, связано с глаголом «брюлить» (ворчать, брюзжать) или прилагательным «брюлый» (хмурый, угрюмый). В некоторых говорах «брюлить» означает также «говорить невнятно, бормотать». Таким образом, фамилия могла указывать на особенности характера или поведения предка.
Фамилия Брюлов встречается в различных регионах России, но не является широко распространённой. Известный носитель — художник Карл Брюллов, однако его фамилия имеет итальянское происхождение (от Брюлло) и не связана с русским корнем. В данном случае рассматривается именно русская фамилия Брюлов, образованная от прозвища.
С точки зрения этимологии, фамилия относится к группе «характерологических» прозвищ, которые давались по поведению или внешности. Суффикс -ов указывает на принадлежность (чей? — Брюлов), то есть «сын Брюла».
Источники: Унбегаун Б. О. «Русские фамилии»; Никонов В. А. «Словарь русских фамилий»; переписи, избирательные списки и архивные описи.