Фамилия Хилимендик — редкий случай, когда в основе лежит не русское, а молдавское или румынское слово. Носители такой фамилии — выходцы из Бессарабии или современной Молдовы, где в XIX–XX веках активно складывались фамилии с характерным суффиксом -ик. В русском языке этот суффикс встречается редко, а в молдавском он типичен для уменьшительных форм и фамилий, образованных от прозвищ или профессий.

Корень «хилимен» восходит к румынскому «hili» или «hil» — диалектному варианту слова «fiu» (сын). В некоторых говорах «hili» означало «отпрыск», «детёныш», а в переносном смысле — «малорослый», «худой» человек. Таким образом, Хилимендик буквально переводится как «сынок» или «маленький сын», но скорее всего это было прозвище младшего в семье или невысокого мужчины. Суффикс -мен- (от румынского «om» — человек) добавляет оттенок «человек, относящийся к…», так что полная конструкция звучит как «человек, который сынок» или «сыновний».

Фамилия не имеет отношения к украинским или польским фамилиям на -дик, которые обычно образованы от личных имён (Гордиенко → Гордик). Здесь мы видим чистую молдавскую модель: основа + -ик. Встречается она преимущественно в северных районах Молдовы и на юго-западе Украины (Черновицкая, Одесская области). В России носители Хилимендик — потомки переселенцев начала XX века, когда крестьяне из Бессарабии уходили в Сибирь и на Дальний Восток.

Других версий происхождения, например от тюркских или греческих корней, нет — они не подтверждаются ни формой слова, ни ареалом. Фамилия однозначно молдавская, с прозрачной внутренней формой: «сын сына» или «маленький сын». В быту она могла закрепиться за человеком, который всю жизнь оставался младшим в роду или имел детское лицо и рост.