Фамилия Пилосьян — один из характерных примеров армянских фамилий, образованных при помощи патронимического суффикса -ян (в старой орфографии -янц), означающего «принадлежащий к роду» или «потомок». В русской передаче окончание часто адаптируется как -ян, реже -янц. Основа фамилии — «Пилос» — восходит к личному имени или прозвищу.

Корень «Пилос» имеет несколько версий происхождения. Наиболее вероятная связь — с греческим именем Пилос (Πύλος), которое было распространено в эллинистическом мире и могло попасть в армянскую среду через культурные и торговые контакты. В древнегреческой мифологии Пилос — сын Ареса и Демоники, а также название города в Мессении. Менее распространённая, но возможная версия — происхождение от армянского слова «пил» (փիլ), означающего «слон», но в таком случае форма скорее звучала бы как Пилосян с ударением на первый слог, а не Пилосьян.

Фамилия Пилосьян характерна для западных армян, особенно выходцев из исторической Западной Армении (территории современной Турции). Суффикс -ян в западном диалекте часто сохраняет более полное звучание, чем в восточном. Носители фамилии встречаются в диаспоре — в Сирии, Ливане, а после геноцида армян 1915 года — в Европе и Америке. В России фамилия редкая, её можно встретить в Краснодарском крае и Ростовской области, где исторически сложились крупные армянские общины.

С точки зрения социального статуса, фамилия не указывает на конкретное ремесло или сословие — это типичная «родовая» фамилия, указывающая на предка по имени Пилос. Судя по модели образования, предки современных Пилосьян были крестьянами или ремесленниками, а не дворянами: в армянской среде фамилии на -ян практически не знали сословных ограничений.