Фамилия Былинко образована по очень редкой для русских фамилий модели — с суффиксом -ко, который характерен прежде всего для украинской и белорусской ономастики. В украинском языке суффикс -ко выполняет уменьшительную или ласкательную функцию, а также часто оформляет отчества, превращая их в фамилии. Поэтому Былинко, скорее всего, имеет южнорусские или малороссийские корни, а не великорусские.

Основа фамилии — «былина». В древнерусском языке это слово означало не только эпическую песню о богатырях, но и «быль», «то, что было», «историю» или «повествование». Прозвище Былина могли дать человеку, который любил рассказывать о прошлом, знал старинные предания или слагал сказания. В некоторых говорах «былина» также обозначала травинку, стебель — в этом случае прозвище могло относиться к тонкому, высокому человеку, похожему на былинку.

Версия о связи с былинным эпосом более правдоподобна: прозвища по ремеслу или увлечению встречались чаще, чем прозвища по внешности через слово «былина». Фамилии с корнем «был-» (Былов, Былин, Быльский) фиксируются в писцовых книгах XVI–XVII веков, но форма Былинко появляется позже, вероятно, в среде казачества или крестьянства южных территорий, где украинская словообразовательная модель вытеснила русскую -ов/-ев. Сословно носители фамилии, скорее всего, относились к крестьянам или мещанам, так как дворянские фамилии редко оформлялись через -ко.