Фамилия Гавилей — одна из тех, что сразу обращает на себя внимание нетипичным для русского языка окончанием. В привычной русской модели фамилий на -ов, -ев, -ин или -ский такое окончание — редкость. И ключ к её происхождению лежит именно в этом суффиксе.

Скорее всего, перед нами фамилия не русского, а украинского, белорусского или польского корня. Суффикс -ей характерен для западнославянских и южнославянских фамилий, а также для фамилий, возникших на территории бывшей Речи Посполитой. В украинском языке, например, фамилии на -ей (Гавилей, Матвией, Ковалей) образовывались от личных имён или прозвищ путём прибавления патронимического суффикса, который со временем застыл в форме фамилии. То есть Гавилей — это «сын Гавилы» или «потомок Гавилы».

Сама основа «Гавил» (или «Гав-») восходит к крестильному имени Гавриил. В народной, разговорной форме это имя звучало как Гаврила, Гаврил, а в некоторых диалектах — Гавила. Отсюда и пошло: Гавила + -ей = Гавилей. Встречаются и параллельные варианты: Гавилов (русская форма), Гавиль (белорусская), Гавел (чешская). Таким образом, предок носителя этой фамилии, скорее всего, был человеком по имени Гавриил, а его дети по местной традиции стали называться «Гавилеевыми» или просто «Гавилеями».

Географически фамилия Гавилей встречается в основном на западе Украины (Волынь, Ровенская область), в Беларуси и в пограничных с ними районах России. Это ещё раз подтверждает её западнославянское происхождение. Сословной привязки у неё нет — её могли носить и крестьяне, и мещане, и шляхтичи, так как способ образования от имени универсален.

Есть и менее вероятная, но возможная версия: связь с литовским словом «gavėjas» — получатель, или с польским «gawić» — говорить, болтать. Но эти гипотезы слабы, так как не объясняют суффикс -ей, который в фамилиях чётко указывает на патронимическую модель. Самое правдоподобное объяснение — от имени Гавриил через народную форму Гавила.