Фамилия Бриленкова — женская форма фамилии Бриленков, а та, в свою очередь, образована от прозвища или мирского имени Бриленок. В русской ономастике суффикс -ок часто служит для обозначения детёныша или маленького существа (ср. «волчонок», «зайчонок»), но в основе прозвищ он мог указывать на человека по какому-то характерному признаку: например, «бриленок» — тот, кого «обрили», то есть лишили волос. Скорее всего, так называли человека с гладким лицом, без бороды или усов, что в старину было редкостью и сразу бросалось в глаза. В крестьянской среде, где борода считалась символом мужественности и зрелости, безбородый мужчина мог получить такое прозвище — не обидное, а описательное.

Версия с диалектным словом «брила» (губа) менее вероятна, хотя не исключена: «бриленок» мог означать «губастый». Но по законам словообразования уменьшительная форма от «брила» скорее дала бы «брилка» или «брилочка». Поэтому версия с бритьём выглядит логичнее.

Фамилия фиксируется в центральных и северных областях России, особенно в Костромской и Вологодской губерниях, где был распространён суффикс -енок/-ёнок для образования фамилий от прозвищ. В XIX веке носители Бриленковых числились в основном среди государственных крестьян и мещан. Встречается также вариант написания с одной «н» — Бриленкова, но это уже орфографическая случайность, не меняющая смысла.

Женская форма фамилии, Бриленкова, — типичный для русского языка способ обозначения жены или дочери Бриленкова. В документах она могла фиксироваться как у замужних женщин (например, «крестьянка Бриленкова»), так и у незамужних (в метрических книгах — «дочь Бриленкова»). Сегодня эта фамилия редкая, но не исчезнувшая: её носители встречаются в Костромской области и в Москве.