Фамилия Павлишко — характерный пример украинской модели фамилий на -ко, которая в XVII–XVIII веках была одной из самых продуктивных в Поднепровье, на Слобожанщине и в Галиции. Суффикс -ко в украинской антропонимии выполнял две функции: уменьшительно-ласкательную (как в словах батько, синко) и патронимическую, то есть указывал на происхождение от отца. Павлишко — это буквально «маленький Павел» или «сын Павла». В русском языке аналогичную роль играли суффиксы -ов/-ев, но украинская традиция сохранила более архаичную форму прямого именования по отцу без притяжательного суффикса.

Основа фамилии — каноническое имя Павел, которое пришло на Русь вместе с христианством из Византии. Латинское Paulus означает «малый», «незначительный», но в церковной традиции это имя ассоциируется с апостолом Павлом, одним из самых почитаемых святых. В украинском языке имя приобрело народные формы: Павло, Павлусь, Павлик, а от последней — Павлишко, где соединились суффиксы -ик- (уменьшительный) и -к- (патронимический). Такая двойная суффиксация встречается нечасто и выдает разговорное, домашнее происхождение прозвища.

Географически фамилия Павлишко тяготеет к западным и центральным областям Украины — Волыни, Подолью, Киевщине. В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках она встречается преимущественно среди крестьян и казаков, реже — среди мещан. Дворянских родов с такой фамилией практически не зафиксировано: суффикс -ко в Российской империи считался «простонародным» и редко попадал в гербовники. Если предки носили фамилию Павлишко, они, скорее всего, были сельскими жителями, возможно, ремесленниками или казаками, а само прозвище закрепилось за одним из сыновей Павла, чтобы отличить его от других родичей.

В современной Украине фамилия встречается, но не входит в число самых распространенных. В России она редка и чаще всего принадлежит потомкам переселенцев с Украины в XIX–XX веках, особенно в периоды столыпинской аграрной реформы и индустриализации. Иногда встречается вариант Павлишко с ударением на второй слог — это диалектная особенность некоторых говоров, где суффикс -ишко произносится с нажимом.