Фамилия Билайнов — одна из тех, где прозрачная на первый взгляд основа скрывает неожиданный поворот. На слух она кажется связанной с чем-то «белым» (от прилагательного «белый»), но на деле корень здесь иной, и это меняет всю историю.

Словообразовательная модель типична для русских фамилий: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?»). Основа — Билайн. В русской ономастике такую форму обычно давали по прозвищу отца или по его профессии. Но что такое «Билайн»? Самое вероятное объяснение — это не русское, а тюркское прозвище. В тюркских языках (татарском, башкирском, казахском) «бил» означает «поясница», «талия», а «ай» — «луна». Составное имя или прозвище Билай могло означать «луннопоясный» — образное, поэтическое прозвище, которое давали человеку с тонкой, гибкой талией, стройному, как месяц. Вариант «Биляй» (с мягким знаком) также встречается в татарских родословных.

Менее правдоподобна, но возможна версия от тюркского «бил» в значении «знать» (ср. «бий», «бей») — то есть Билай как «знатный, господин». Однако для прозвища это слишком пафосно и редко.

Фамилия Билайнов — почти наверняка невеликорусского, а тюркского (татарского или башкирского) происхождения. Её носители — потомки служилых татар, которые после взятия Казани переходили на русскую службу, крестились и получали фамилии по отцовскому прозвищу. В документах XVI–XVII веков фамилия не зафиксирована, что говорит о её сравнительно позднем оформлении — скорее всего, в XVIII–XIX веках, когда крещёные татары массово обзаводились русскими фамилиями.

Географически Билайновы чаще всего встречаются в Поволжье (Татарстан, Башкортостан, Самарская область) и на Урале. Это не дворянская фамилия — её носители, вероятно, были государственными крестьянами, ямщиками или мещанами. Встречается написание через «я» — Биляйнов, что подтверждает тюркское происхождение (звук «а» в тюркских языках часто переходит в «я» в русской передаче).

Если сравнивать с однокоренными: Билалов (от имени Билал), Бикбаев (от «бик» — «госпожа»), то Билайнов стоит особняком именно из-за редкой основы-прозвища. В отличие от фамилий на -ин (от женских прозвищ), суффикс -ов здесь однозначно указывает на мужского предка.