Фамилия Гилькины — редкий пример, где суффикс -ин указывает не на отчество от крестильного имени, а на прозвище, связанное с ремеслом или внешностью. Основа «Гильк-» восходит к диалектному слову «гилька», которое в разных говорах означало либо «петля, загиб» (от глагола «гиль» — гнуть), либо «узкий клин, деревянная затычка» (в бондарном деле). Наиболее вероятная версия: предок был бондарем — мастером, который делал бочки, кадки и ушаты. Гилькой называли деревянную пробку, которой затыкали отверстие в бочке, или сам клин, скрепляющий клёпки. Прозвище Гилька закрепилось за человеком, который такие гильки вырезал и вставлял, то есть за ремесленником узкой специализации. Менее правдоподобно возводить фамилию к имени Гиль (сокращение от Гиллель или Эгиль) — это редчайшие случаи, не подтверждённые географией бытования фамилии.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Гилькин, то есть сын или потомок Гильки. Форма множественного числа «Гилькины» в русской традиции закрепилась за целым родом или семьёй, особенно в северных и центральных губерниях, где фамилии на -ин широко бытовали у крестьян и ремесленников. В отличие от фамилий на -ов, которые чаще образовывались от мирских имён с окончанием на согласный, -ин указывал на основу, заканчивающуюся на -а или -я. Таким образом, Гилькины — потомки конкретного человека с прозвищем Гилька, скорее всего бондаря.

Интересная деталь: в некоторых говорах «гилька» означала также «крюк» или «загогулина», поэтому нельзя исключать, что прозвище дали человеку с характерной сутулой или скрюченной фигурой. Но ремесленная версия более надёжна, так как бондарство было массовым промыслом, а прозвища по инструменту или детали изделия — обычная практика. Фамилия не имеет отношения к немецкому слову Gilde (гильдия) — это ложное созвучие, которое иногда встречается в любительских словарях.

Географически фамилия тяготеет к Поволжью и Вятке, где бондарный промысел был особенно развит. Встречается она редко, что подтверждает её происхождение от конкретного прозвища, а не от массового имени. По сословной принадлежности Гилькины — почти наверняка крестьяне или ремесленники, дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано.