Фамилия Гилмушова — редкий пример, в котором основа и суффикс указывают на разную языковую принадлежность. Корень здесь тюркский, а формант — русский, что характерно для фамилий народов Поволжья и Приуралья, принявших православие или долгое время живших в русскоязычной среде.

Основа «Гилмуш» восходит к арабскому имени «Гильмуш» (или «Гилмуш»), которое распространено у татар и башкир. Это имя — сложное: первая часть «гильм» (араб. علم) означает «знание», «наука», а вторая — «уш» — уменьшительно-ласкательный аффикс. Таким образом, имя Гилмуш можно перевести как «знающий», «учёный» или «маленький учёный». Встречается и вариант написания с буквой «ь» — Гильмуш, что не меняет смысла, а лишь отражает местные особенности произношения.

Суффикс «-ов-» (в женском варианте «-ова») — типичная русская модель, которая в XVI–XVIII веках закрепилась за фамилиями нерусских народов, вошедших в состав Московского царства. Он не означает «сын кого-то», как в чисто славянских фамилиях, а служит средством адаптации: Гилмушов — буквально «из рода Гилмуша», то есть потомок человека с таким именем.

Интересно, что фамилия сохранила исходное арабское написание имени без оглушения («г» вместо «к»), что встречается у татар-мишарей и некоторых групп башкир. В русской канцелярской записи XIX века её могли фиксировать как «Гильмушова» или «Кильмушова» — в зависимости от диалекта писаря. Сегодняшний вариант «Гилмушова» — один из устоявшихся, и он прямо указывает на татарское или башкирское происхождение предка-носителя имени Гилмуш.