Фамилия Бильдянов — один из тех случаев, когда на первый взгляд очевидная основа неожиданно уводит в спор между тюркскими и русскими корнями. Словообразовательная модель здесь простая: суффикс -ов указывает на принадлежность (чей? — Бильдянов), а значит, в основе лежит личное прозвище Бильдян.

Самый распространённый и правдоподобный вариант — тюркское происхождение. В тюркских языках (татарском, башкирском, казахском) слово «билде» или «бильде» означает «известный», «знатный». Суффикс -ан мог образовывать имя или прозвище со значением «тот, кто известен», «видный человек». В этом случае Бильдян — это тюркское доисламское имя, которое после крещения и русификации получило стандартный русский фамильный суффикс -ов. Фамилия могла возникнуть в среде крещёных татар или в районах активного русско-тюркского пограничья — в Поволжье, Приуралье, на юге Сибири.

Вторая версия, менее вероятная, но имеющая право на существование, связывает фамилию с диалектным русским словом «бильдяга» или «бильдюга» — так в некоторых говорах называли болтуна, пустомелю, человека, говорящего вздор. Прозвище Бильдян могло быть образовано от этой основы с уменьшительным или пренебрежительным оттенком. Однако эта гипотеза слабее, потому что слово «бильдяга» малораспространённое и локальное, а фамилия Бильдянов встречается не только в Центральной России, но и в регионах с сильным тюркским влиянием, что делает тюркскую версию более системной.

В документах фамилия фиксируется с XIX века. В ревизских сказках и метрических книгах Оренбургской, Уфимской и Казанской губерний встречаются крестьяне и мещане с этой фамилией — как раз в тех местах, где тюркские имена активно переходили в русские фамилии. География бытования до сих пор тяготеет к Уралу и Заволжью: Бильдяновых много в Челябинской, Свердловской областях и в Башкортостане.

В написании фамилии иногда встречаются варианты Бельдянов (через «е») — это следствие аканья в говорах, когда безударное «и» звучит как «е». Но основной вариант закрепился именно через «и», что косвенно подтверждает тюркскую огласовку корня.