Фамилия Броилко звучит редко и сразу привлекает внимание нестандартным суффиксом. В русской ономастике модель на -ко характерна прежде всего для украинских фамилий, и Броилко — не исключение. Это типичная украинская фамилия, образованная от прозвища или имени с помощью патронимического суффикса -к- и окончания -о. Такая форма указывала на потомка человека: Броилко — «маленький Бройло» или «сын Броя».

Основа фамилии — Брой-, которая восходит к глаголу «броить». В украинском языке «броїти» означало «шалить, проказничать, буянить». Соответственно, Бройло — человек, который «броїть», то есть озорник, задира, буян. Прозвище давали не столько злому, сколько беспокойному, активному человеку, от которого постоянно ждали шалостей. В белорусских говорах слово «броіць» имело похожее значение — «бедокурить», что подтверждает единую восточнославянскую основу.

Менее вероятна, но возможна связь с диалектным «брой» — в некоторых говорах так называли бродягу или человека, который «бродит» без дела. Однако первая версия — от глагола «броїти» — более убедительна и лучше объясняет активный, деятельный оттенок прозвища.

Географически фамилия Броилко встречается преимущественно на западе Украины — в Волынской, Ровенской, Львовской областях. В России и Беларуси она редка, что подтверждает её локальное украинское происхождение. Сословного барьера у фамилии не было: прозвище Бройло мог получить и крестьянин, и казак, и мещанин. В реестрах запорожских казаков XVII–XVIII веков встречаются прозвища с корнем Брой-, что косвенно указывает на возможную казацкую среду бытования.

В написании фамилии стоит обратить внимание на безударное окончание — под ударением в украинском языке стоит первый слог: Бро́илко. На письме фамилия устойчива, вариантов вроде «Броенко» или «Бройко» не зафиксировано. Искать однокоренные фамилии стоит среди Бройло, Бройченко, Бройко — все они от одного корня и одного прозвища.