Фамилия Гилаева звучит как типичная патронимическая фамилия, образованная от женского имени. Скорее всего, её основа — тюркское женское имя Гюлай, которое переводится как «розовый месяц». Такое имя могли дать девочке, родившейся в ясную лунную ночь или в месяц, когда цветут розы. Форма «Гилай» — результат адаптации имени в русской среде, где мягкое «гю» перешло в твёрдое «ги».

Суффикс -ев указывает на принадлежность: Гилаева — дочь или жена человека по имени Гилай. Такая модель образования фамилий (от женских имён) встречается реже, чем от мужских, но в тюркских семьях, где имя матери становилось основой для фамилии детей, это возможно.

Есть и другие версии. Например, связь с азербайджанским мужским именем Джилан («ежевика») или арабским женским именем Гиля («хитрость»). Однако эти гипотезы менее убедительны: переход «дж» в «г» нехарактерен для русской передачи тюркских имён, а имя со значением «хитрость» вряд ли было популярным у мусульманских народов.

Фамилия распространена среди татар и башкир, что подтверждает её тюркское происхождение. Самый известный носитель — Айрат Гилаев, чемпион России и мира по татаро-башкирской борьбе куреш. Его успехи в национальном виде спорта косвенно указывают на региональную привязку фамилии к Волго-Уральскому региону.

Точное время возникновения фамилии установить сложно. У тюркских народов фамилии в современном виде закрепились позже, чем у русских, — в основном в XIX–XX веках. Поэтому род Гилаевых мог получить фамилию относительно недавно, хотя само имя Гилай/Гюлай бытовало веками. Окончательные выводы о происхождении конкретной ветви рода возможны только после генеалогического исследования.