Dovrebbe derivare dal nome del paese Palmiolo di Cascia nel perugino, probabile luogo d'origine dei capostipiti.
Il cognome Palmioli è tipico della fascia centrale che comprende Marche, Umbria e Lazio, con piccoli ceppi nel maceratese, nel perugino e nel romano.
Il cognome Palmioli è 1624° nella regione Marche Il cognome Palmioli è 401° nella provincia di Macerata Il cognome Palmioli è 16° nel comune di CANNARA (PG)