Фамилия Билоусова — вариант более распространённой фамилии Белоусова. Чередование гласных е/и в корне — результат влияния «икающего» говора, характерного для ряда центральных и южных русских диалектов, где безударное «е» произносится как «и». Поэтому Билоусова — не отдельная фамилия, а фонетическая форма, закрепившаяся в документах.

По одной из гипотез, основа фамилии восходит к названию многолетней травы семейства злаков — белоусу. Это растение с коротким корневищем, образующее плотные дерновины; листья у него жёсткие, щетиновидные, соцветие — тонкий односторонний колос. Если прозвище Белоус дали по занятию, то основатель рода Билоусовых мог заниматься сбором трав или жить на местности, поросшей этим злаком.

Согласно другой, более распространённой версии, фамилия относится к двухосновным и образована от прозвища, в основе которого лежит словосочетание «белые усы». Прежде чем стать фамилией, прозвище прошло стадию сложного прилагательного: белые усы → белоусый → Белоусов (через суффикс -ов со значением принадлежности). Затем, под влиянием произношения, появилась форма Билоусова.

Возникновение фамилии может быть связано и с прозвищем Белоус, которое давалось человеку с белыми волосами: слово «белоус» в таком значении зафиксировано, например, в Пошехонском районе Ярославской области. Таким образом, потомок человека, обладающего прозвищем Белоус (или Билоус), со временем получил фамилию Билоусова. Выбрать одну версию сложно: все три правдоподобны, и значение зависело от того, что именно подмечали в человеке или его деле окружающие.