Фамилия Горильская образована по самой распространённой в польской и западнорусской ономастике модели — с суффиксом -ск- и окончанием -ая. Такие фамилии чаще всего были топонимическими, то есть указывали на место, откуда родом человек, или на владение землёй. В основе почти наверняка лежит название населённого пункта — Горилы, Горилое, Горильск или что-то подобное. Следы таких названий встречаются на территории современной Украины и Беларуси, где суффикс -ск- в фамилиях особенно типичен для шляхетских и крестьянских родов, перешедших в русскую традицию.

Корень «гор-» в славянских языках многозначен. Самое очевидное — связь с глаголом «гореть»: Горильский могло означать «тот, кто живёт на горелом месте», то есть на выжженном участке леса или поле. В древности подсечно-огневое земледелие было обычным делом, и прозвище Горила давали либо человеку, жившему на пожарище, либо тому, кто занимался расчисткой земли огнём. Менее вероятна, но возможна связь с украинским «горилий» — «горелый, обожжённый», что могло относиться к внешности или профессии (например, кузнеца или гончара, работавшего с огнём).

В польском языке существует слово «gorzeć» (гореть), и фамилия Goralski (от которой русская Горильская могла быть русифицирована) известна в юго-восточных воеводствах Речи Посполитой. После разделов Польши многие носители таких фамилий оказались в составе Российской империи, где окончание -ский/-ская закрепилось как стандарт для дворянских и духовных сословий, но со временем распространилось и среди крестьян.

С точки зрения социального контекста, фамилия Горильская — женская форма. Мужской вариант — Горильский. Встречается она нечасто, преимущественно в центральных и южных областях России, а также на востоке Украины. Если искать однокоренные параллели, то это Горельский, Горелов, Горин — все они восходят к той же идее «горения» или «гари», но образованы разными суффиксами. Горильская стоит в этом ряду особняком именно благодаря суффиксу -ск-, который выдаёт её вероятное польское или западнорусское происхождение.