Фамилия Гилмиев — редкий случай, когда основа не оставляет сомнений в тюркском происхождении, а суффикс указывает на позднее оформление по русской модели. Разбираем по составу: корень «Гилми-» и окончание «-ев». Суффикс «-ев» (а не «-ов») типичен для фамилий, образованных от основ на мягкий согласный или на «й». В русской традиции он стал массово закрепляться за нерусскими фамилиями в XIX–XX веках, когда татары, башкиры и другие народы переходили к паспортной системе.

Основа «Гилми» восходит к арабскому слову «ильм» (знание, наука) через тюркское посредство. В татарском и башкирском языках распространены личные имена Гильми, Гильметдин, Гильманов — все они связаны с понятием учёности, образованности. Имя Гильми (или Гилем) давали мальчикам в семьях, где ценили грамотность, либо в среде мусульманского духовенства. Таким образом, Гилмиев — это буквально «сын Гильми», потомок человека, которого называли Знающим.

Географически фамилия тяготеет к Волго-Уральскому региону: Татарстан, Башкортостан, Оренбургская область. Встречается и у чувашей, и у казахов, но реже. Важная деталь: написание через «и» в первом слоге (Гилмиев, а не Гильмиев) — это результат упрощения при записи в русских документах. В оригинале, на татарской кириллице, фамилия пишется как «Гыйльмиев», с твёрдым знаком и мягким «ль». Именно эта потеря мягкого знака в русской транскрипции отличает Гилмиевых от более частых Гильмиевых и Гильмановых.

Если говорить о социальном контексте, то носители фамилии в дореволюционной России чаще всего были из сословия государственных крестьян или мещан, реже — из купечества. Духовное звание (муллы, муэдзины) тоже возможно, но для него более характерны фамилии на «-ов» от полных арабских форм (например, Гильметдинов). Гилмиев — более светский, «сокращённый» вариант, что говорит о том, что предок, скорее всего, был просто грамотным человеком, а не профессиональным священником.