Фамилия Пилевцева образована от прозвища Пилевец. Вероятно, оно восходит к топониму Пилево. Несколько мест с таким названием есть в России, например, в Костромской и Рязанской областях. Также возможно, что основатель рода Пилевцевых был выходцем из белорусского села Пилевцы. Согласно другой гипотезе, прозвище Пилевец восходит к глаголу «пиляти», что в переводе с украинского значит «пилить». В этом случае прозвище Пилевец содержало указание на род занятий предка: он мог быть плотником. В результате, потомок человека, обладающего прозвищем Пилевец, со временем получил фамилию Пилевцев.