Фамилия Бриленков принадлежит к группе русских фамилий, образованных с помощью суффикса -енков. Эта модель была особенно распространена в южнорусских и западнорусских землях (на территории современных Украины и Беларуси) и в XVI–XVII веках активно вытесняла более древние формы на -ович. Суффикс -енков указывает на принадлежность к роду: Бриленков — это буквально «сын Бриленка», а Бриленок, в свою очередь, — «сын Брили» или «маленький Бриля».

В основе фамилии лежит прозвище Бриля. Его значение неоднозначно, и здесь возможны два основных толкования. Первое отсылает к диалектному слову «бриль» — так в новороссийских, воронежских и смоленских говорах называли мужскую широкополую шляпу. В этом случае прозвище могло быть профессиональным: предок либо шил такие шляпы, либо торговал ими. Второе толкование связывают со словом «брыла» — губа, отсюда «брылястый» — толстогубый. Прозвище Бриля (или Брыля) мог получить человек с заметной губой или, в переносном смысле, упрямый и обидчивый.

Оба варианта имеют историческую подоплеку. В документах XVI–XVII веков встречаются однокоренные прозвища: Иван Акимов Брылка (1527 год, звенигородский крестьянин), Пятко Сивков Брила (1629 год, сольвычегодский крестьянин), а также просто Брыля (1627 год, Курмыш). Это подтверждает, что прозвище было в ходу задолго до того, как закрепилось в виде фамилии.

Какой из вариантов происхождения верен для конкретной семьи Бриленковых, сказать трудно. Но сама фамилия — характерный пример того, как простое бытовое прозвище или название ремесла превратилось в устойчивый родовой знак.