Фамилия Билябрух — редкий случай в русской ономастике, когда прозвище (а не имя в крещении) стало основой для фамилии, причём прозвище это имеет явные немецкие корни. В основе лежит немецкое слово Bierbauch — «пивной живот». Сложносоставное слово, где Bier — пиво, а Bauch — живот, брюхо. На русской почве оно трансформировалось в Билябрух: звук [r] в немецком произносится как картавый, близкий к русскому «р», а дифтонг [ie] перешёл в «и» или «е», в зависимости от диалекта.

Модель образования фамилии — бессуффиксная, то есть прозвище закрепилось в качестве фамилии без добавления типичных русских суффиксов -ов/-ев или -ин. Это характерно для фамилий, возникших в среде немецких колонистов, переселившихся в Россию в XVIII–XIX веках, особенно в Поволжье и Новороссию. Вероятнее всего, предок носителя получил это прозвище за любовь к пиву или за соответствующую комплекцию — в немецкой традиции такие прозвища давали без злого умысла, скорее как бытовую характеристику.

Встречается фамилия в основном на юге России и в Западной Сибири, куда переселялись поволжские немцы после реформ Столыпина. Иногда встречается вариант Биляброх, что подтверждает диалектное произношение. В отличие от распространённых немецких фамилий вроде Шмидт или Мюллер, Билябрух — штучная, нечастая фамилия, что делает её особенно ценной для генеалогического поиска: такая редкость упрощает отслеживание ветвей.

С точки зрения социального контекста, носители фамилии — потомки, скорее всего, крестьян или ремесленников из немецких колоний, а не дворян. Прозвище «пивной живот» вряд ли могло закрепиться в привилегированных слоях, где фамилии часто образовывались от названий поместий или родовых имён.