Фамилия Гильмиянов — яркий пример того, как русская модель фамилии на -ов адаптировала тюркское, скорее всего башкирское или татарское, личное имя. Основа здесь — мужское имя Гильмиян (или Гильмиан). В нём легко угадывается арабский корень «ильм» — знание, наука. Имя Гильмиян можно перевести как «учёный», «обладающий знанием» или «сторонник знания». Суффикс -ов превратил это имя в типичную русскую фамилию, отвечающую на вопрос «чей сын?»: сын Гильмияна, потомок Гильмияна.

Особенность фамилии — её относительная редкость в центральной России и устойчивая привязка к Волго-Уральскому региону. Носители фамилии Гильмиянов — это почти наверняка потомки башкир или татар, принявших православие или, что реже, сохранивших ислам, но получивших фамилию по русской модели. В среде башкир и татар имя Гильмиян не было редкостью, особенно среди тех, кто ценил образованность: мулл, учителей начальных школ (мугаллимов), писарей.

Исторически фамилия фиксируется в метрических книгах Оренбургской, Уфимской, а позже — Самарской губерний. В советское время, с миграцией населения, она распространилась шире, но до сих пор чаще встречается именно в Башкортостане и Татарстане. Стоит отметить и возможный вариант написания — Гильмианов (через «а»), который встречается в документах начала XX века из-за неустойчивости передачи гласных в тюркских именах кириллицей.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Гильманов, Гильмутдинов, Гильфанов — то Гильмиянов выделяется именно «книжным» оттенком основы. В то время как многие имена восходят к религиозным понятиям (Гильмутдин — «знание веры»), имя Гильмиян более светское, хотя и коренится в арабской лексике. Таким образом, предок носителя этой фамилии с большой вероятностью был человеком грамотным, возможно, сельским учителем или писарем, то есть носителем знания в прямом смысле слова.