Фамилия Билевских звучит как типичная фамилия на -ских, но с редким окончанием -евских, а не на -овских. Такая модель образования характерна для юго-западных регионов России, в частности для бывших владений Речи Посполитой — территорий современной Беларуси, Украины, Смоленской и Брянской областей. Окончание -их/-ых в фамилиях указывает на коллективную принадлежность: Билевские — это «те, кто из рода Билевского». В отличие от центральной России, где преобладали фамилии на -ов/-ев, здесь прижилась форма родительного падежа множественного числа, которая отвечала на вопрос «чьи вы?» — «билевских».

Основа фамилии — Билевский. Это, в свою очередь, топонимическая фамилия, образованная от названия населённого пункта. Таких пунктов на территории бывшей Российской империи было несколько: например, село Билево (Билева) в Смоленской губернии или деревня Билев в бывшей Гродненской губернии. Человек, переселившийся из такого места, получал прозвание «Билевский» (по модели «откуда родом»), а его потомки уже записывались как «Билевские» или, в родительном падеже, «Билевских». Корень «Бил-» может восходить к древнерусскому имени Биля (уменьшительное от Билан, Билюта) или к литовскому «byla» — разговор, речь, что при пограничном расселении тоже вероятно.

Написание через «и» (а не «е») — орфографическая норма, закреплённая в документах. Фамилия не принадлежала к княжеским или боярским родам: суффикс -ский в дворянских фамилиях обычно указывал на владение землёй, но в сочетании с окончанием -их/-ых чаще встречался у крестьян и мещан, которые получали фамилии по месту выхода при переписях. Таким образом, предки носителей фамилии Билевских, скорее всего, были крестьянами или однодворцами, переехавшими из одного из сёл с названием Билево, и их фамилия закрепилась как указание на родовое гнездо.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Билев, Билевич, Билевцев) показывает, что Билевских — одна из более редких форм, сохранившая региональную особенность. Встречается она преимущественно в Курской, Белгородской и Воронежской областях, что подтверждает миграцию населения из западных губерний в чернозёмные земли в XVII–XIX веках.