Фамилия Пилуева — женская форма фамилии Пилуев, и её разумнее всего разбирать по мужскому варианту. В основе лежит прозвище или мирское имя Пилуй. Слово «пилуй» в русских говорах имело несколько значений, и самое вероятное связано с глаголом «пилить». Пилуем могли назвать человека въедливого, нудного, постоянно «пилящего» окружающих упрёками и требованиями. В словаре Владимира Даля зафиксировано именно такое переносное значение: «пилой» или «пилуном» называли докучливого, неотвязного человека.

Менее распространённая, но тоже возможная версия — профессиональное прозвище. Пилуй — это тот, кто работает пилой: лесоруб, плотник или пильщик на лесопилке. В этом случае фамилия образована по той же модели, что и, скажем, Толмачёв от «толмач» (переводчик): к основе, оканчивающейся на шипящий или мягкий согласный, прибавляется суффикс -ев-, а не -ов-. Поэтому мы видим Пилуев, а не Пилуов.

Фамилия довольно редкая и имеет ярко выраженную географическую привязку. Основная масса носителей фамилии Пилуев (и, соответственно, Пилуева) сосредоточена на Русском Севере — в Архангельской области, а также в соседней Вологодской. Это характерно для фамилий, образованных от прозвищ с северными диалектными корнями. Встречается фамилия и в Сибири, куда переселенцы с Севера привезли её в ходе колонизации.

Суффикс -ев- указывает на типичную русскую модель образования фамилий как притяжательных прилагательных. Фамилия Пилуев буквально означала «сын Пилуя» или «из семьи Пилуя». Таким образом, предок носительницы этой фамилии, скорее всего, был либо человеком с неуживчивым, требовательным характером, либо занимался плотницким или лесозаготовительным ремеслом на Русском Севере.