Фамилия Хильчук образована от прозвища Хильча. Словообразовательная модель здесь прозрачна: к основе на -а добавляется уменьшительный суффикс -чук, который в украинской традиции указывал на потомка, чаще всего сына. То есть Хильчук — это буквально «сын Хильчи», и такая модель типична для западных регионов Украины, где фамилии с этим суффиксом встречаются особенно часто.

Сам корень прозвища Хильча оставляет простор для толкований, и здесь стоит разобраться внимательнее. По одной из версий, оно связано с украинским глаголом «хилити» — «клонить, гнуть». Это могло быть профессиональное именование, указывающее на род занятий, но каким именно ремеслом владел основатель рода, сегодня сказать невозможно. С другой стороны, «хилити» легко отнести и к внешности: Хильчей могли прозвать сутулого человека, который словно гнётся к земле.

В. И. Даль в своём словаре фиксирует нарицательное «хиль» — слабость, недомогание, хворь. Отсюда ещё одна версия: прозвище Хильча могло закрепиться за человеком со слабым здоровьем, часто болеющим. Но правдоподобнее выглядит иная трактовка. В народной среде такие имена нередко выполняли охранительную функцию: родители нарекали ребёнка Хильчей, надеясь, что злые силы не позарятся на «хилого» и обойдут его стороной, а мальчик на самом деле вырастет крепким. Подобная практика — называть детей именами с отрицательным значением как оберег — широко известна в славянской традиции.

Так или иначе, прозвище Хильча закрепилось за человеком как основное обиходное именование, а затем перешло на его потомков в форме Хильчук. Сегодня фамилия встречается преимущественно в украинской среде, и её носители могут проследить свои корни в тех краях, где была распространена модель фамилий на -чук.