Фамилия Хиллер почти наверняка немецкого происхождения, но её значение неоднозначно. Самая правдоподобная версия связывает её с личным именем Хильке — краткой формой старинного германского имени Хильдегунд. Сложное имя распадается на два корня: «хильд» («битва, схватка») и «гунд» («народ, люди»). Однако имя Хильке могло образоваться и от других германских имён, начинавшихся с Хильд-, так что точного «предка» у фамилии, скорее всего, было несколько.

Вторая гипотеза предлагает иной путь: Хиллер мог возникнуть как фонетический вариант фамилии Хюллер. В этом случае в основе лежит прозвище от немецкого слова Hülle — «покров, пелена». Такое прозвище могло быть профессиональным: Хюллером называли того, кто занимался покрыванием, например кровельщика. Обе версии имеют право на существование, но первая выглядит убедительнее: она объясняет фамилию через распространённую модель образования от личного имени, тогда как вторая требует допущения о переходе «ю» в «и», который в немецких фамилиях встречается, но не является правилом.

Любопытная деталь: в документах начала XX века встречаются эстонцы с фамилией Хиллер — Вольдемар Христианович и Эмилия Ивановна, жившие в Новосельском районе Ленинградской области. Это не противоречит немецкой версии: в Прибалтике веками жили немецкие колонисты, и эстонцы могли унаследовать немецкую фамилию. Впрочем, не исключено, что эти конкретные носители имели еврейские корни, поскольку фамилия бытовала и в еврейской среде.

Среди известных обладателей фамилии — Иоганн Адам Хиллер (1728—1804), немецкий композитор и теоретик, которого считают одним из создателей немецкого зингшпиля. Он также оставил музыкально-теоретические труды, так что фамилия прочно ассоциируется с немецкой культурной традицией.