Фамилия Билюшко звучит на украинский, белорусский или польский лад — об этом говорит суффикс -к(о), типичный для западно- и южнорусских земель. В украинском и белорусском языке этот суффикс часто образует фамилии от прозвищ или личных имён, придавая им уменьшительно-ласкательный или фамильярный оттенок. В польском языке аналогичную роль играет суффикс -uszko.

Основа фамилии — «Билюш-» — скорее всего, восходит к прозвищу или имени Билюш. Это может быть производное от имени Биля, которое, в свою очередь, является народной формой церковного имени Вил (от латинского «вилла» — «сельский») или же от имени Билый (от «белый»). Вторая версия: Билюш — это вариант прозвища Белюш, которое давали светловолосому или бледнолицему человеку. В таком случае фамилия относится к группе «цветовых» фамилий, образованных от внешних признаков.

Менее вероятный, но возможный корень — от глагола «бить» или существительного «било» (часть цепа или колокола). В этом случае Билюшко могло быть прозвищем драчуна или человека, работавшего с молотом или цепом. Однако такая версия слабее из-за нехарактерного смягчения корня.

Точных данных о сословной принадлежности первых носителей фамилии нет, но суффикс -ко чаще встречался среди крестьян и казаков, чем среди дворянства. Встречаемость фамилии Билюшко высока в западных областях Украины (Волынь, Подолье) и в Беларуси, что подтверждает её западнославянское происхождение. В России фамилия редкая и, вероятно, появилась в результате миграции с Украины или Беларуси.

Поскольку фамилия не принадлежит к числу распространённых, известных носителей с всероссийской или мировой известностью нет. В основном это люди, живущие в сёлах и небольших городах западных регионов.