Фамилия Гильчина — редкий случай, где женская форма закрепилась как основная, а мужская (Гильчин) почти не встречается. В русской традиции фамилии на -ин обычно образуются от основ на -а/-я: чей? — отца, матери или прозвища. Здесь исходное слово — Гильча. Так могли называть человека с необычной внешностью или манерой поведения.

Корень «гиль-» восходит к диалектному «гиль» — вздор, чепуха, пустая болтовня. В тверских и псковских говорах «гильдить» означало говорить ерунду, сбивать с толку. Прозвище Гильча давали болтуну, пустомеле или человеку, который любил спорить по пустякам. Но есть и другая версия: «гиль» — это название птицы (чижа или щегла) в некоторых северных говорах. Тогда Гильчей могли прозвать маленького, вертлявого или щеголеватого мужчину.

Словообразовательная модель простая: прозвище Гильча + патронимический суффикс -ин. В XIX веке такие фамилии чаще встречались у крестьян и мещан центральных губерний — Владимирской, Ярославской, Костромской. Дворянских родов с этой фамилией не зафиксировано.

Сравнение с однокоренными фамилиями помогает уточнить географию. Гильдеев, Гильманов, Гильмутдинов — это тюркские заимствования, их корни не связаны с русским «гиль». А вот Гиль, Гилькин, Гильченко — явно восточнославянские, с тем же диалектным корнем. Гильчина стоит в этом ряду как форма, удержавшая женское окончание, что нетипично: обычно такие фамилии со временем переходили в мужской род (Гильчин), но здесь закрепился исходный вариант, возможно, из-за того, что носительницей была вдова или дочь, записанная в документах именно так.

В современных базах фамилия встречается эпизодически, без выраженного регионального ядра. Это говорит о том, что род не был многочисленным и не дал заметных ветвей. Никаких знаменитых носителей в истории не прослеживается.