Фамилия Бильщук — яркий пример восточнославянской модели фамилий на -ук/-юк, которая особенно распространена в западных регионах: на Волыни, в Подолье, на юго-западе Беларуси. Суффикс -щук — фонетический вариант того же суффикса, возникший под влиянием мягкого или шипящего согласного в основе. Такие фамилии указывали на потомка или человека, связанного с человеком, названным в основе. То есть Бильщук — это «чей?» — «Бильков» или «Билев» сын, внук, работник.

Основа фамилии — Биль (или Било). Самая вероятная версия: исходное прозвище Било или Биль давали человеку, который бил в било — металлическую или деревянную доску, заменявшую колокол в церквях и монастырях. В древности билом также называли орудие для подачи сигнала, поэтому прозвище мог получить звонарь, сторож или работник, чья обязанность была отбивать время. В переносном смысле «билом» могли прозвать говорливого, шумного человека — того, кто «бьет языком».

Менее распространённая, но возможная версия — связь с диалектным глаголом «билить» (белить, отбеливать). В таком случае Бильщук — потомок белильщика, мастера по отбеливанию холстов или побелке стен. Однако эта гипотеза слабее, так как в восточнославянской ономастике фамилии от названий ремёсел чаще образуются через суффиксы -ник, -арь, а не через прозвище на -о.

Встречается фамилия и в украинской, и в белорусской среде. В польском языке есть фамилия Bilczuk, что указывает на возможную полонизированную форму. В любом случае, Бильщук — фамилия недворянская, крестьянская или мещанская, возникшая в XV–XVII веках, когда у простых людей закреплялись прозвища, переходившие к детям.