Фамилия Гилячёв — один из тех случаев, когда корень слова почти полностью совпадает с фамилией, но от этого разгадка не становится проще. В основе лежит имя или прозвище Гиляч. Первое, что приходит на ум, — связь с тюркским именем Гиляй (Гилян), которое восходит к названию иранской области Гилян. В русской среде такие имена давали татары или башкиры, и фамилия могла возникнуть в среде крещёных татар или в смешанных русско-тюркских семьях Поволжья и Приуралья. Однако есть и другая, более прозрачная версия: в северных и центральных русских говорах словом «гиля» называли неповоротливого, неуклюжего человека, а «гилякать» — издавать нечленораздельные звуки, кричать. Тогда Гиляч — прозвище человека с громким голосом или неловкого в движениях. Суффикс -ач в русских прозвищах активен и образует названия по характерному действию или качеству (ср. Ткач, Врач, Крикач).

Модель образования фамилии — патронимическая: Гилячёв — сын Гиляча. Суффикс -ёв (фонетический вариант -ев после шипящих) указывает на принадлежность, типичен для русских фамилий из прозвищ, оканчивающихся на -ач. Ударение, скорее всего, падает на последний слог: Гилячёв.

Географически фамилия редкая, её следы встречаются в основном в центральных областях России, а также в Татарстане и Башкирии, что поддерживает обе версии происхождения. Социальный статус первых носителей определить сложно: фамилия могла появиться и у крестьянина с громким голосом, и у крещёного татарина, взявшего фамилию по отцу. В отличие от фамилий на -ский, Гилячёв не указывает на дворянское происхождение или владение землёй — это типичная «низовая» фамилия, возникшая в крестьянской или мещанской среде.

В написании возможна путаница с фамилией Гиляев (от имени Гиляй). Разница в суффиксе: -ев против -ёв, но в бытовой записи XIX века букву «ё» часто заменяли на «е», поэтому в документах одного рода могли писать и Гилячев, и Гилячёв. Современное написание с буквой «ё» закрепляет произношение и отличает фамилию от однокоренных.