Фамилия Гильванова, скорее всего, образована от восточного имени Гильман. В переводе с арабского это слово означает «мальчики» или «служители рая», а в более широком смысле — «работники» и даже «рабы». Имя было распространено в тюркской и мусульманской среде, и при попадании в русскую речь оно изменилось: звук «м» на конце перешёл в «в», что дало форму Гильван, а уже от неё появилась фамилия.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую модель образования фамилий: «чей?» — потомок Гильвана. Ударение в фамилии, как правило, падает на второй слог — Гильва́нова. Поскольку имя Гильман не было каноническим христианским, фамилия могла возникнуть у татар, башкир или других народов Поволжья и Приуралья, где русская администрация нередко русифицировала местные имена, добавляя к ним стандартные окончания.

Встречается также вариант написания Гильманова — он ближе к исходному имени. Оба варианта бытуют в Башкортостане, Татарстане и Оренбургской области. В дореволюционных метрических книгах фамилия могла записываться через букву «ѣ» или с двойным «н», но современная орфография закрепилась в советское время при паспортизации.