Фамилия Пильчонок — редкий пример белорусской модели фамилии, образованной от прозвища с помощью уменьшительно-ласкательного суффикса -онок. В восточнославянской ономастике этот суффикс чаще встречается в фамилиях на -ёнок (Петренок, Иваненок) и характерен для северо-западных регионов, особенно для территории современной Беларуси, а также для пограничных областей России и Украины. Сама фамилия звучит как «сын или потомок Пильча» или «маленький Пильч».

Основа фамилии — «Пильч» — скорее всего, восходит к прозвищу, связанному с инструментом или действием. Наиболее прямая версия: от слова «пила» с суффиксом -ч, то есть «Пильч» — человек, который работает пилой, пильщик. В славянских говорах «пильча» или «пильщик» — это тот, кто распиливает брёвна на доски, ремесленник. Вполне вероятно, что первый носитель прозвища занимался лесопилкой или плотницким делом.

Менее распространённая, но возможная версия — связь с глаголом «пилить» в переносном смысле: «пильча» могли назвать надоедливого, придирчивого человека. Однако для фамилий, образованных от ремесленных прозвищ, такой перенос встречается реже, и версия с профессией выглядит надёжнее. В пользу ремесленной этимологии говорит и то, что фамилии на -онок в Беларуси часто давали по занятию отца (ср. Кузнечонок, Бондарёнок).

Географически фамилия Пильчонок встречается в основном в Витебской и Минской областях Беларуси, а также среди потомков переселенцев в Сибири и на Дальнем Востоке. В России фамилия редкая и не входит в сотни самых распространённых. В исторических документах фамилия не фиксируется в дворянских родословных — скорее всего, предки носителя принадлежали к крестьянскому или мещанскому сословию, где прозвище закреплялось за семьёй по роду занятий.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Пильчук, Пильчевский, Пильщиков — то Пильчонок стоит особняком благодаря суффиксу, указывающему на младшего в роду или прямого потомка. Это не просто «сын Пильча», а скорее «маленький Пильч», что могло быть семейным прозвищем для внука или младшего работника в артели.