Фамилия Пилицкая — женская форма фамилии Пилицкий, и её происхождение стоит искать в географическом названии или прозвище. Основа «Пилиц-» отсылает к топониму: в Польше и на западе Украины есть несколько населённых пунктов с названием Пилица (Pilica). Это и река Пилица в центральной Польше, и сёла в Львовской и Ровенской областях. Фамилии на «-ский/-цкий» в славянской традиции чаще всего указывают на выходца из конкретного места: Пилицкий — «тот, кто родом из Пилицы». Для женщины форма Пилицкая — это «уроженка Пилицы» или «жена Пилицкого».

Но есть и другая, менее очевидная версия. В южнорусских и украинских говорах слово «пилица» могло означать «пила» (от глагола «пилить»), причём с уменьшительно-пренебрежительным оттенком. Такое прозвище могли дать человеку с резким, «пилящим» характером или тому, чья работа была связана с пилкой дров, распиловкой камня. Тогда Пилицкий — сын или потомок Пилицы. Эта версия правдоподобна для регионов, где не было топонимов Пилица, а фамилия возникла независимо.

Суффикс «-цк-» в фамилии Пилицкая — типичный для польской и западнорусской традиции, но встречается и в украинском ономастиконе. По сословному происхождению носители фамилии могли быть как шляхтой (в Речи Посполитой топонимические фамилии на «-ский» часто носили дворяне), так и крестьянами или мещанами, получившими фамилию по месту жительства. Без генеалогического исследования определить точную ветвь невозможно.

В России фамилия Пилицкая встречается редко, чаще — в западных областях (Брянская, Смоленская, Псковская) и на Украине. Иногда написание путают с фамилией Пилипская (от имени Пилип — Филипп), но это разные корни: в первом случае основа «Пилиц-», во втором — «Пилип-».