Фамилия Гильзин — редкий пример, когда фамилия образована от прозвища или имени, связанного с острым, режущим инструментом. В её основе лежит слово «гильза» — металлическая трубка для патрона, но в переносном, диалектном смысле так могли называть человека. В южнорусских и украинских говорах «гильза» (или «гильз») означало не только часть патрона, но и острие, шило, иглу, а также — человека с острым языком, задиру или того, кто «колет» словом. В польском языке gilsa — это гильза, но в старом значении — трубочка, стерженёк. Таким образом, прозвище Гильза мог получить либо мастер, работавший с металлом (оружейник, слесарь), либо язвительный, колкий человек.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Гильзин буквально означает «сын Гильзы» или «из рода Гильзы». Такая модель типична для русских фамилий, образованных от прозвищ на -а/-я. Фамилия не имеет дворянского или боярского происхождения — это фамилия из крестьянской или ремесленной среды, скорее всего, из регионов, где было развито оружейное дело или кузнечное ремесло: Тульская, Рязанская, Калужская губернии, а также юг России.

Интересно, что фамилия Гильзин могла возникнуть и от немецкого корня. В немецком Gilze — это старинное название короткого клинка или ножа, а фамилия Gilz встречается у поволжских немцев. В таком случае Гильзин — это русифицированная форма немецкой фамилии, которую дали переселенцам в XVIII–XIX веках. Эта версия менее вероятна, но не исключена, особенно если носители фамилии встречаются в Саратовской или Самарской областях.

В отличие от более частых фамилий на -ов, Гильзин сохраняет исходное прозвище почти без изменений, что говорит о его позднем закреплении — скорее всего, в XIX веке, когда фамилии давали по прозвищу отца без переделки. Географически фамилия редкая, встречается точечно. Её носители — потомки либо ремесленников-оружейников, либо людей с острым, колким характером, чьё прозвище закрепилось в документах.

Сравните с однокоренными фамилиями: Гильзен (немецкое происхождение), Гильзев (от «гильза» в значении «труба»), но Гильзин стоит особняком — с явным указанием на личное прозвище, а не на профессию напрямую.