Фамилия Пилимонкина — женская форма, а её мужской вариант Пилимонкин. В основе фамилии лежит имя Пилимон — просторечная, обиходная форма канонического крестильного имени Филимон. В русской народной среде звук «ф» часто заменялся на «п»: так Фёдор становился Пёдором, а Филимон — Пилимоном. Это типичная фонетическая адаптация греческого имени, которое в переводе означает «любящий, милующий».

Суффикс -к- в основе Пилимонк- указывает на уменьшительно-ласкательную или обиходную форму имени. Такие формы были распространены в повседневном общении: Пилимонка — это «маленький Пилимон» или просто ласковое обращение к носителю имени. Фамилии на -ин образованы от основ на -а/-я: Пилимонка → Пилимонкин, то есть «сын Пилимонки» или «из рода Пилимонки».

Фамилия довольно редкая. Географически она тяготеет к южнорусским и украинским областям, где замена «ф» на «п» в народной речи встречалась особенно часто. Встречаются также варианты Пилимоненко, Пилимонов — они фиксируют ту же основу, но с разными суффиксами, характерными для разных регионов.

Сословное происхождение фамилии неоднородно. Пилимонкины могли быть крестьянами, мещанами или казаками — имя Филимон (в форме Пилимон) было распространено во всех слоях, а суффикс -ин не даёт привязки к знатности. В дореволюционных метрических книгах Пилимонкины встречаются в Воронежской, Курской и Харьковской губерниях.

Таким образом, фамилия Пилимонкина буквально значит «потомок того, кого в быту звали Пилимонкой», а исходное имя восходит к греческому Филимону — «любящему». Никакой дополнительной тайны или сложной символики за ней нет: это прямая и прозрачная запись того, как предка называли родные и соседи.