Фамилия Хильшеров — одна из тех, что сразу выдают нерусское происхождение предков. Её основа — немецкая или еврейская фамилия Хильшер (Hilscher), а русский суффикс -ов указывает, что носитель — потомок человека с такой фамилией. То есть Хильшеров буквально означает «сын Хильшера» или «из семьи Хильшеров». Это типичная модель адаптации иностранных фамилий в России: к западной основе добавили русское окончание, чтобы вписать её в местную систему родовых имен.

Сама фамилия Хильшер восходит к немецкому слову «Hilscher» — так в южной Германии и Австрии называли человека из местечка Хильш (Hilsch) или, что вероятнее, прозвище, связанное с глаголом «hilschen» (диалектный вариант «helfen» — помогать). В таком случае первый Хильшер мог быть помощником, подручным, слугой. В еврейской среде фамилию могли дать по названию города Хильшер (Hilscher) в Силезии, откуда предки переселялись на восток.

В России фамилия Хильшеров встречается редко и локализована в основном в Поволжье и на юге Урала. Это объясняется историей: в XVIII–XIX веках немецкие колонисты активно заселяли эти регионы по приглашению Екатерины II. Часть из них со временем обрусела, и их фамилии получили русские суффиксы. В отличие от типично крестьянских русских фамилий, образованных от имени или ремесла, Хильшеров — фамилия «переселенческая», она хранит память о миграции целых семей. Если искать аналоги, то Хильшеров стоит в одном ряду с Шмидтовыми, Миллеровыми или Фишеровыми — все они прошли одинаковый путь германо-русского словообразования.