Фамилия Биленчук, скорее всего, образована от имени или прозвища, в основе которого лежит корень «Билен-». В украинской и белорусской традициях этот корень мог восходить к крестильному имени Вилен (производная форма от Виталий или Владимир) или к прозвищу, связанному с диалектным словом «билень» — так в некоторых регионах называли колотушку, вальки для стирки белья или часть ткацкого станка. Вторая версия менее распространена, но возможна: прозвище Билень могли дать плотнику, ткачу или человеку с грузной, «дубовой» фигурой.

Главная особенность фамилии — суффикс -чук, типичный для западноукраинских и подольских фамилий. Он указывает на принадлежность: Биленчук — это «маленький Билень» или «сын/потомок Билена». Такая модель (основа + -ук/-юк, -чук) широко распространена на Волыни, в Галичине и на Буковине. Если бы фамилия образовалась в центральной или восточной Украине, она, скорее всего, звучала бы как Биленко или Билененко.

Сравнение с однокоренными фамилиями помогает точнее понять географию. Фамилии Биленко, Биленков чаще встречаются на востоке и в России, а Биленчук — почти исключительно в западных областях Украины (Львовская, Тернопольская, Ивано-Франковская). Встречается и вариант Биленчук — с ударением на второй слог, что характерно для юго-западных говоров.

Сословной привязки у фамилии нет: Биленчуками могли быть и казаки, и крестьяне, и мещане. Суффикс -чук не дворянский, он бытовал в среде простых людей, часто ремесленников или хлеборобов. Если исходить из прозвищного значения «билень» (валек для стирки), то предок мог быть ткачом или прасолом — торговцем холстом. Если же корень восходит к имени Вилен, то фамилия просто фиксирует отчество, как и тысячи других украинских фамилий на -чук.

В написании фамилии возможны колебания: в польских метриках XIX века нередко встречается Bileńczuk с мягким знаком, а в советских документах закрепилось Биленчук. Вариант Биленчук (с буквой «ы») — результат русской передачи украинского звука [и], который в безударной позиции произносится как нечто среднее между «и» и «ы».