Фамилия Гильманов чаще всего восходит к мужскому имени Гильман, широко распространённому у мусульманских народов (диалектальные варианты: Гильмай, Гильмуш, Ильман, Альман). В переводе с арабского это имя имеет два значения: «мальчики, мальчик» или «работники, рабы; служители рая». Нарекая сына именем Гильман, родители желали ему стать достойным мусульманином и обрести высокое положение в духовном смысле.

Словообразовательная модель здесь прозрачна: к основе Гильман добавили русский патронимический суффикс -ов, который указывает на принадлежность («сын Гильмана»). Такая модель типична для татарских, башкирских и других тюркских фамилий, которые оформлялись по русскому образцу после вхождения регионов в состав Российской империи.

Существует и другая, менее распространённая версия происхождения — еврейская. Согласно ей, фамилия составная: первая часть — мужское имя Гиль (с иврита — «радость»), вторая — немецкое Mann («муж, мужчина»). Эта гипотеза имеет право на существование, но уступает первой по географической и статистической вероятности: подавляющее большинство носителей фамилии Гильманов сосредоточено в Поволжье и на Урале, в регионах традиционного проживания татар и башкир.

Среди известных носителей — Раис Анварович Гильманов (р. 1957), советский футболист и тренер, а также Валерий Гильманов, солист Государственного Академического Большого театра России (бас). Оба примера показывают, насколько далеко от первоначального значения имени может уйти профессиональная судьба потомков.