Фамилия Бильгильдеева хранит в себе историю, уходящую корнями во времена Казанского ханства. Её основа — древнетюркско-татарское имя Бильгильде, которое состоит из двух частей. Первая часть, «биль», буквально означает «поясница», а в переносном смысле — «опора». Вторая, «кильде», переводится как «появилась». Вместе имя значит «появилась опора»: так называли мальчика, который, по замыслу родителей, должен был стать надёжной поддержкой в старости.

Словообразовательная модель здесь проста и характерна для многих русских фамилий тюркского происхождения: к основе имени Бильгильде добавили типичный русский суффикс -ев (вариант -ов после мягкого согласного). Так появилась фамилия, отвечающая на вопрос «чей?» — то есть потомок человека по имени Бильгильде. Такая модель — одна из самых распространённых среди фамилий, образованных от личных имён, и она не требует дополнительных притяжательных суффиксов вроде -ин или -ский.

Вероятно, фамилия бытовала в среде татарских родов, которые после вхождения Казанского ханства в состав Русского государства постепенно переходили на русскую модель именования. Стоит заметить, что исходное имя Бильгильде — редкое даже для своего времени. В ономастических справочниках оно почти не встречается, что делает фамилию особенно ценной для семейной истории: она не размыта в массовых повторах, а указывает на конкретную родовую линию.

В отличие от фамилий, образованных от арабских или персидских имён, которые пришли с исламом, Бильгильдеев — пример чисто тюркской антропонимии, где имя строилось из бытовых, а не религиозных понятий. Это сближает её с такими фамилиями, как Байгильдеев или Ямгильдеев, где вторая часть («кильде») также указывает на появление или приход чего-то важного.