Фамилия Гилязава — редкий случай, когда русская по форме фамилия с почти стопроцентной вероятностью восходит к тюркскому или арабо-персидскому имени. Её основа — мужское личное имя Гиляз, вариант имени Гилязетдин (Гилазетдин). В переводе с арабского это имя означает «украшение веры» (от «гиля» — украшение и «дин» — вера). В татарской и башкирской среде имя было распространено, а фамилии на -ов/-ев и -ин от него образовывались по русской модели, когда народы Поволжья и Урала переходили на фамильный учёт в XIX веке.

Суффикс -ава в окончании необычен: стандартная форма была бы Гилязов. Вариант Гилязава мог возникнуть из-за местных диалектных особенностей произношения (переход глухого согласного в звонкий в интервокальной позиции) или при адаптации фамилии в русской записи. Возможно, исходная форма была Гилязев или Гилязав, а со временем закрепилось написание через «а». Такое явление встречается в южнорусских говорах, где безударное «о» после мягкого согласного может звучать как «а», но для татарских фамилий это скорее исключение, чем правило.

Географически фамилия тяготеет к регионам с татарским и башкирским населением: Татарстан, Башкортостан, Оренбургская область. Встречается она редко, что говорит либо о позднем оформлении (например, в советское время при паспортизации), либо о том, что род был немногочисленным. Носитель фамилии мог быть потомком муллы, учителя или просто человека, получившего имя в честь религиозного понятия — никакого ремесла или прозвища за основой не стоит.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Гилязов, Гилязев, Гилязетдинов — показывает, что Гилязава стоит особняком из-за своего окончания. Если Гилязов — стандартный патроним, то Гилязава — либо результат искажения при записи, либо диалектная форма, закрепившаяся в одном конкретном роду. Точных данных о том, когда и где фамилия возникла, нет, но её структура не оставляет сомнений: перед нами «сын Гиляза», чьё имя отсылает к исламской традиции.