Фамилия Грильчук отталкивается от уменьшительной формы Гриля, которая, в свою очередь, образована от крестильного имени Григорий. В переводе с греческого Григориос означает «бодрствующий» или «бдительный». В основе фамилии лежит не полное имя, а его обиходный, домашний вариант, что указывает на неформальное, семейное происхождение прозвища.

Суффикс -чук в фамилии Грильчук — типичный для украинской и белорусской ономастики. Он выполняет роль патронимического показателя, то есть буквально означал «сын» или «потомок»: Грильчук — сын Грили. Такая модель словообразования была широко распространена в юго-западных землях, поэтому географически фамилия тяготеет к современной Западной Украине, Полесью или югу Беларуси.

В истории православия известно более тридцати святых покровителей имени Григорий, что делало его одним из самых частых на Руси. Из-за популярности имени возникало множество его уменьшительных форм — Гриша, Гриня, Гришка, а также Гриля. Последняя форма встречается реже, что делает фамилию Грильчук менее распространённой по сравнению с Григорьевым или Гришиным, но не менее показательной для понимания народной традиции имяобразования.

Если разбирать словообразовательную цепочку, то она выглядит так: Григорий → Гриля (уменьшительное) → Грильчук (патроним). Таким образом, предок носителя этой фамилии был, скорее всего, простым человеком, которого в быту звали Грилей, а его дети пошли по отцу — стали Грильчуками. Никаких указаний на сословие или род занятий в фамилии нет, кроме того, что она имеет народное, а не книжное происхождение.