Фамилия Бирилко происходит от прозвища Бирил, которое, в свою очередь, восходит к названию драгоценного камня — берилла (зеленовато-голубоватый прозрачный минерал, к которому относятся аквамарин и изумруд). Чередование гласных «е/и» в корне (Берилл → Бирил) и выпадение конечной согласной «л» — естественные процессы для живой речи: слово адаптировалось к простонародному произношению, потеряв один из двух «л» и сменив «е» на «и» под влиянием акающих говоров.

Если отталкиваться от значения основы, предок носителей этой фамилии мог заниматься обработкой драгоценных камней или быть ювелиром. Впрочем, прозвище Бирил могли дать и за внешность — например, за редкие светлые глаза с голубоватым отливом, напоминающие цвет берилла. Прямое отождествление человека с камнем (по цвету глаз, по блеску, по редкости) — распространенный приём народной антропонимии.

Сама фамилия образована по западнорусской или украинской модели с уменьшительным суффиксом -ко. В польской, белорусской и украинской традиции такие фамилии (на -ко) часто указывали на молодого человека, сына или подмастерья: Бирилко — буквально «маленький Бирил» или «сын Бирила». Со временем прозвище закрепилось за родом и перешло в разряд наследственных фамилий, полностью вытеснив в документах прежнее родовое имя.

С точки зрения географии фамилия Бирилко тяготеет к западным областям бывшей Речи Посполитой: современная Беларусь, Украина, восточные воеводства Польши. Суффикс -ко там встречается в десятки раз чаще, чем в великорусских землях, где типичны окончания -ов и -ин. Если встретите Бирилко в Сибири или на Урале — скорее всего, это потомки переселенцев конца XIX — начала XX века.