Фамилия Паилячек — редкий случай, когда форма заставляет задуматься о произношении и происхождении больше, чем корень. Скорее всего, перед нами вариант фамилии Паиляков или Паиляченко, записанный на слух через «чк» — суффикс, характерный для украинской или польской традиции (сравните: Ковальчук, Шевчук). Основа «Паиляк» или «Паиля» не встречается в распространённых русских именах и прозвищах, что указывает на возможное заимствование или диалектное слово.

Наиболее вероятная версия: в основе лежит личное имя Паисий (греч. «дитя»), которое в народной речи могло дать форму Паиля. Суффикс «-як» в русских и украинских фамилиях часто указывает на сына или человека, связанного с носителем имени: Паиляк — сын Паиля. Тогда Паилячек — это уже уменьшительно-ласкательная или «младшая» форма: маленький Паиляк, то есть внук или младший в роду. Альтернатива — прозвище от глагола «паить» (поить, кормить) или диалектного «паило» (кормилец), но это менее убедительно, так как слово не зафиксировано в словарях.

Географически фамилия тяготеет к западнорусским и украинским землям, где были распространены фамилии на «-як» и «-чук». Встречается она крайне редко, что говорит либо о позднем оформлении, либо о том, что предки были выходцами из одной конкретной местности. Сословная принадлежность неясна — такие модели образования не были привилегией дворян, скорее, это фамилия крестьянина или мещанина, записанная приходским священником или писарем «на слух», без строгой орфографии.