Фамилия Барилусян — почти наверняка армянская, и её разбор стоит начать с самого распространённого армянского патронимического суффикса «-ян» (или его варианта «-янц»), который означает «из рода», «принадлежащий». В русской записи фамилий армянского происхождения конечное «-ян» часто остаётся без изменения. Затруднение вызывает основа «Барилус». В современном армянском языке слова «барилус» нет. Скорее всего, это искажённая или русифицированная передача армянского слова «бар(и)луц» (բարի լույս) — «добрый свет», традиционное утреннее приветствие. Фамилия, образованная от приветствия, — явление редкое, но не уникальное: в армянской ономастике встречаются фамилии от слов «бари» (добрый), «барев» (здравствуй), «лус» (свет). Носитель такой фамилии мог получить прозвище по привычке приветствовать всех этим словом, либо его предок был известен в селе как «человек доброго света» — приветливый, радушный.

Другая, менее вероятная версия связывает основу с топонимом. В Армении есть село Барилус (в Ширакской области), и фамилия могла произойти от названия места: «Барилусян» — тот, кто из Барилуса. Однако село это небольшое, и такое происхождение фамилии было бы локальным. Третья гипотеза — от личного имени или прозвища с корнем «барил» (բարիլ) — глаголом «становиться добрым», «добреть». В этом случае фамилия означала бы «сын добряка» или «потомок того, кто подобрел».

Фамилия Барилусян — редкая, её не встретишь в списках массовых армянских фамилий. Основной ареал, если судить по данным социальных сетей и телефонных справочников, — Армения и армянская диаспора в России (Москва, Краснодарский край). Варианты написания встречаются: Барилусянц (с более архаичным суффиксом). Сословно предки, скорее всего, были крестьянами или ремесленниками, как и большинство носителей армянских фамилий на «-ян» до XIX века. Фамилия не имеет отношения к русским фамилиям на «-ов» или «-ин», хотя при записи в российских документах её могли исказить до Барилусов — такие случаи известны.