Фамилия Гилинская — одна из тех, что указывает на географическое происхождение, а не на профессию или личное качество. Она образована от топонима — названия населённого пункта. В основе лежит название местечка Гилин (Giliny) или Гиле (Gile), которые встречались на территории бывшей Речи Посполитой, в частности в современных Литве и Беларуси. К таким местам относится, например, деревня Гилин (Giliny) в Витебской области.

Модель образования типична для восточноевропейских фамилий: к основе добавляется суффикс -ск-, указывающий на связь с местом, и окончание -ая, характерное для женского рода в русском языке. Таким образом, Гилинская буквально означает «та, кто родом из Гилина». Мужской вариант фамилии — Гилинский.

В еврейской ономастике эта фамилия встречается особенно часто. В конце XIX — начале XX века, когда евреям Российской империи предписали закрепить фамилии, многие ашкеназские семьи брали фамилии по названию местечка, где жили. Имена вроде Гилинский, Бердичевский, Виленский прямо указывали на малую родину. В отличие от фамилий-аббревиатур (как Кац от «коэн цэдэк») или фамилий с формантами -зон, -ман, -штам, эта фамилия прозрачна по смыслу и не требует расшифровки.

В польской традиции фамилия Гилинский/Гилинская также могла закрепиться за шляхтичами, владевшими поместьем с таким названием. Однако для большинства носителей, особенно в черте оседлости, это просто указание на родное местечко. Встречается и вариант написания через «ы» — Гылинская, что отражает местное произношение.