Фамилия Гориловская — яркий пример того, как географическое название становится родовым именем. Её основа, скорее всего, связана с названием населённого пункта вроде Горилово или Гориловка. Такие топонимы, в свою очередь, произошли от прозвища или некалендарного имени Горило. В основе этого прозвища может лежать глагол «гореть»: Горилой могли называть человека, пережившего пожар, сгоревшего в прямом или переносном смысле (например, «погорельца»), либо того, кто много и быстро работал, «горел» на деле. Менее вероятно, но возможно, что в основе лежит слово «горила» — так в некоторых русских говорах называли горластого, крикливого человека.

Суффикс -ск- в фамилии Гориловская указывает на её дворянское или шляхетское происхождение, а также на то, что она образована от названия места. Окончание -ая — типичная форма для женского рода в русских фамилиях такого типа. Мужской вариант, соответственно, Гориловский. Такие фамилии часто получали потомки владельцев усадеб или жителей определённой местности, которые переезжали и записывались по месту прежнего жительства.

Географически фамилия чаще всего встречается в западных и южных регионах бывшей Российской империи — на Украине, в Белоруссии и в центральной России. Это объясняется тем, что модель фамилий на -ский/-цкий особенно активно использовалась в Польше и на землях, входивших в Речь Посполитую, а затем распространилась в соседних губерниях. В архивных документах можно найти упоминания о мещанах и крестьянах Гориловских, а также о дворянах, владевших имением Горилово.

Фамилия не является массовой, что говорит о её локальном происхождении. Если сравнивать с однокоренными вариантами, то Горелов и Гореловский имеют ту же основу, но суффикс -ов чаще встречается у крестьян и духовенства. Гориловская же сохраняет оттенок «географической» фамилии, словно указывая на точку на карте, откуда пошёл род.