Фамилия Гаврииленков — одна из тех, что хранит в себе полное, а не сокращённое церковное имя. В её основе лежит каноническое имя Гавриил (древнееврейское «муж Божий», «Божья крепость»), причём в полной, не усечённой форме. Это сразу отличает её от более частых вариантов вроде Гаврилов или Гаврилин, которые пошли от просторечного Гаврила.

Особенность фамилии — тройной суффикс, что встречается нечасто. Сначала имя Гавриил нарастило типичный для русских отчеств суффикс -енк-, который в украинской и южнорусской традиции означал «малый», «сын» или «потомок» (сравните с Гавриленко). Затем к этому «полуфабрикату» добавили великорусский суффикс -ов, который в итоге и закрепился: Гавриил → Гаврииленко → Гаврииленков. Такая двойная обработка — верный признак того, что фамилия формировалась на стыке культур, скорее всего, в среде, где украинская модель на -енко была привычна, но её «обрусили» для записи в официальных документах центральной России.

По сословной принадлежности здесь полной ясности нет, но косвенные данные указывают на крестьянскую или однодворческую среду. Сложные фамилии с двойным суффиксом (вроде Коваленков, Шевченков) часто фиксировали у переселенцев из Малороссии в южные губернии России (Курская, Воронежская, Харьковская губернии). Гаврииленковы, вероятно, были потомками тех, кто пришёл на новые земли в XVII–XVIII веках и чью фамилию адаптировали под местные бюрократические нормы.

Редкость фамилии объясняется тем, что полная форма имени Гавриил в быту использовалась реже, чем сокращённая. Чтобы прозвище «Гаврииленок» (сын Гавриила) превратилось в фамилию, нужно было стечение обстоятельств: человек должен был носить именно полное имя, а его дети — получить устойчивое прозвание, которое затем попало в ревизские сказки. Сегодня Гаврииленковы встречаются в основном в центральной России и на юге Урала, но нигде не образуют заметных гнёзд.