Фамилия Билюкова — женская форма, а её основа мужская — Билюков. В центре внимания здесь не столько корень, сколько суффикс. Окончание -ов указывает на модель образования от прозвища или имени, оканчивающегося на согласный: Билюк → Билюков. Это типичная патронимическая (по отцу) или вотчинная (по прозвищу главы семьи) фамилия, закрепившаяся в центральной России и Поволжье.

Самая прямая версия происхождения — от прозвища Билюк. В южнорусских и украинских говорах «билюк» — это белый, бледный человек, либо альбинос (от «билый» — белый). В ономастических работах В. Никонова встречается указание, что прозвища с корнем бел-/бил- нередко давали за светлый цвет волос, кожи или одежды. Фамилия Билюков, таким образом, могла означать «сын белого» или «потомок светловолосого». Менее вероятная, но возможная версия — от диалектного «билюк» в значении «бездельник» или «баклушник» (от глагола «бить баклуши»), но эта гипотеза слабее, так как не подтверждается широкой фиксацией в словарях.

Географически фамилия Билюков встречается в основном в Волгоградской, Ростовской областях и в Краснодарском крае. Это указывает на переселенческий поток из центральных губерний на юг в XVIII–XIX веках. Социальный состав носителей, судя по архивным записям, — преимущественно крестьяне и однодворцы, что типично для фамилий на -ов, не связанных с дворянскими родами.

Особенность фамилии — чередование корня бил-/бел-. В старых документах можно встретить варианты написания Белюков, Беликов, но Билюков сохранил именно южнорусский рефлекс «и» вместо «е» (как в слове «билый»). Эта деталь делает фамилию маркером диалектной среды, где «и» и «е» менялись местами.

Кратко: предки носителей фамилии Билюкова получили прозвище по внешнему признаку — белизне, бледности или светлым волосам. Фамилия бытует с XVII века, преимущественно на юге России.