Фамилия Дильман не входит в число исконно русских крестьянских фамилий, и её корни ведут не в славянскую, а в еврейскую среду. В основе лежит сложное слово, составленное из двух частей: «диль» и «ман». Первая часть восходит к немецкому или идишскому «dill» — укроп, а вторая — «ман» (человек). Таким образом, буквальный перевод фамилии — «укропный человек».

Такое прозвище могло закрепиться за торговцем зеленью или огородником, специализировавшимся на выращивании и продаже укропа. В местечках черты оседлости Российской империи, где еврейское население часто занималось мелкой торговлей и ремеслами, прозвища по роду занятий были обычным делом. В отличие от многих славянских фамилий, образованных с помощью патронимических суффиксов (-ов, -ев, -ин), фамилия Дильман относится к так называемым «искусственным» или описательным фамилиям, которые в большом количестве создавались в XIX веке под влиянием немецкой и австрийской бюрократии.

Есть и вторая, менее распространенная версия, связывающая фамилию с топонимом — названием населенного пункта. В Германии существует город Диль (Dill), а суффикс «-ман» может указывать на выходца оттуда. Однако версия с прозвищем по профессии выглядит убедительнее: в еврейской ономастике фамилии, образованные от названий растений и товаров (например, Файн — «вино», Зильберман — «серебряный человек»), встречаются гораздо чаще, чем топонимические.

Встречается фамилия и в немецкой среде, но там она обычно пишется как Dillmann — с удвоенной «л» и «н». Русское написание «Дильман» — результат адаптации при переселении носителей в Российскую империю. Географически фамилия распространена среди потомков евреев-ашкеназов из Украины, Белоруссии и Польши. Примечательно, что в дореволюционных метрических книгах можно встретить варианты «Дильманн» или «Дилман», что отражает колебания в записи из-за отсутствия строгих орфографических норм для иноязычных фамилий.