Фамилия Бильцови — редкая и морфологически прозрачная. Её основа — Бильц- — а суффикс -ови указывает на отчество, образованное от прозвища или имени Бильцо. В русской ономастике суффикс -ови (вместо более частого -ов) почти не встречается, зато он характерен для белорусской и, особенно, украинской традиции. В украинском языке фамилии на -ович (русский аналог -ович) типичны для запада страны, но форма Бильцови — это, скорее всего, украинский вариант, записанный по-русски без окончания -ч. То есть исходная фамилия могла звучать как Більцович, а при русификации или в документах потеряла последнюю букву.

Корень Бильц- восходит к немецкому Bilz или Biltz. Это не славянское слово, а германское прозвище или фамилия, означавшая «молния» (от Blitz) либо «корень» (от Bilz, диалектного названия растения). Такие прозвища приносили в славянскую среду переселенцы — ремесленники, солдаты или колонисты, которых в XVII–XIX веках приглашали в Российскую империю. На юге и западе Украины, в Бессарабии и на Волыни оседало много немецких колонистов, и их фамилии адаптировались на местный лад: добавлялся славянский суффикс -ович, а затем окончание русифицировалось.

Таким образом, человек по фамилии Бильцови с высокой вероятностью происходит из украинских или белорусских земель, где его предок-немец получил прозвище Бильцо (уменьшительное от Bilz/Biltz), а его дети стали Бильцовичами. Со временем написание упростилось до Бильцови. Других версий — например, связи с тюркскими или балтскими корнями — нет, так как звуковой облик фамилии однозначно указывает на германскую основу и славянскую модель образования.