Фамилия Гилек — редкая и неочевидная для русского уха. Её происхождение не лежит на поверхности, и разбор стоит начать с суффикса: -ек в конце указывает на то, что перед нами, скорее всего, не исконно русская фамилия, а адаптированная на славянской почве. В русском языке суффикс -ек часто встречается в уменьшительно-ласкательных формах (сынок, пирожок), но в фамилиях он нетипичен. В польском, украинском и белорусском языках -ек — распространённый фамильный суффикс (например, Ковалек, Гуралек), который образует названия от прозвищ или профессий. Поэтому первая и самая вероятная версия: Гилек — это полонизированная или украинизированная форма.

Основа «Гил-» может восходить к нескольким корням. Самый прямой путь — к польскому слову «gil» (щегол, птица). В таком случае Гилек — это «маленький щегол» или человек, чем-то напоминавший эту яркую птицу: пением, пестротой одежды или характером. В восточнославянской традиции прозвища от названий птиц давали очень часто, и фамилия Гилек хорошо вписывается в этот ряд (ср. Сорока, Воробей, Соловей). Вторая версия, менее очевидная, отсылает к диалектному слову «гиль» в значении «сброд, шумная толпа» — тогда прозвище могло закрепиться за беспокойным или крикливым человеком.

Географически фамилия тяготеет к западным регионам. Наибольшая концентрация носителей Гилек — в Польше (особенно в Малопольском и Подкарпатском воеводствах) и в западных областях Украины (Львовская, Тернопольская). В России фамилия встречается редко, чаще всего в результате переселений конца XIX — начала XX века. Модель образования типична для польской ономастики: прозвище + уменьшительный суффикс -ek, который со временем застыл в фамилии. Сословной принадлежности по фамилии не определить — её носили и крестьяне, и мещане.

В русском языке фамилия сохранила иноязычное окончание, не склоняясь по правилам русских фамилий на -ек: у Гилека, с Гилеком. Если бы фамилия была исконно русской, она скорее выглядела бы как Гильков или Гилев. Именно этот суффикс — главная улика, указывающая на западное происхождение.