Фамилия Нахильчук — яркий пример украинской модели фамилий на -чук. Этот суффикс в украинской ономастике работает как уменьшительно-притяжательный: он указывает на «сына» или «ученика» того, кто назван в корне. То есть Нахильчук — это буквально «сын Нахиля» или «потомок Нахиля». Такая модель особенно характерна для запада Украины, для Волыни, Подолья и Полесья.

Корень фамилии — личное имя или прозвище Нахиль. Здесь есть два основных варианта происхождения, и первый из них гораздо убедительнее. Скорее всего, в основе лежит крестильное имя Наум (древнееврейское «утешитель»). В украинских говорах имя Наум могло звучать как Нахім, Нахим, а ласкательная форма — Нахиль. Второй вариант — прозвище от украинского слова нахил (наклон, склонность, изгиб). Прозвище Нахил могли дать человеку с характерной осанкой, сутулостью или, в переносном смысле, тому, кто всегда «гнёт свою линию», склонен к упрямству. Однако прозвищные фамилии с таким корнем встречаются реже, чем образованные от имён.

Ударение в фамилии, скорее всего, падает на последний слог — Нахильчу́к, что типично для этой словообразовательной модели. В дореволюционных метрических книгах фамилию могли записывать и как Нахильчу́к, и как Нахільчу́к, встречается также вариант Нахельчук — это следствие местных диалектных произношений (так называемое «яканье» или смягчение гласных). Социальный состав носителей был преимущественно крестьянским или казацким: суффикс -чук в массе своей закрепился за простыми людьми, а не за шляхтой.

Родственными фамилиями, образованными от того же корня, можно считать Нахимов (русская форма от того же имени Наум) и Нахимович (белорусско-еврейская модель). Но Нахильчук стоит особняком именно благодаря украинскому суффиксу, который сразу выдаёт регион происхождения предков — скорее всего, западные области современной Украины или юго-запад Беларуси.