Фамилия Пилимончик — один из ярких примеров того, как на востоке современной Польши, в Беларуси и на западе Украины формировались фамилии с характерным суффиксом. В основе лежит крестильное имя Пилимон — народная форма канонического имени Филимон, которое в православных святцах имеет греческое происхождение и означает «любящий», «милующий». Замена начального «Ф» на «П» — типичное явление для белорусской и украинской фонетики, где звук «ф» часто заменялся более привычным «п» или «хв» (ср. Хведор вместо Фёдор, Пилип вместо Филипп). Таким образом, Пилимон — это тот же Филимон, но в местном произношении.

Суффикс «-чик» указывает на уменьшительную или патронимическую модель, распространённую преимущественно на территории бывшего Великого княжества Литовского. В польской и белорусской традиции суффикс «-czik» или «-чык» часто присоединялся к основе имени или прозвища, образуя фамилию со значением «сын такого-то» или «маленький, младший». То есть Пилимончик в исходном значении — «сын Пилимона» или «маленький Пилимон». Такая модель встречается реже, чем массивные фамилии на «-ов» или «-ин», и сразу выдает западное или юго-западное происхождение рода.

Географически фамилия Пилимончик наиболее плотно закреплена в Гродненской и Брестской областях Беларуси, а также в соседних районах Польши (Подляшье) и Украины (Волынь). В России она встречается, но как привозная — результат миграций XIX–XX веков. Социальный состав носителей был преимущественно крестьянским и мещанским: в условиях Речи Посполитой и Российской империи такие фамилии фиксировались у свободных земледельцев, ремесленников и мелкой шляхты, но без привязки к дворянскому титулу.

С точки зрения словообразования, фамилия стоит в одном ряду с такими однокоренными, как Пилимонов (русская форма), Пилимонюк (украинская), Пилимон (польская). Однако именно вариант с «-чик» — самый редкий и локальный. Встречаются также написания с одной «л» (Пилимончик) и с удвоенной (Пиллімончик), но нормативным для белорусской орфографии считается первый вариант. Споров о происхождении основы практически нет: прозвищное значение «пилимон» как отдельное слово в диалектах не зафиксировано, поэтому церковное имя остаётся единственной убедительной версией.