Фамилия Пилюшко звучит скорее по-белорусски или по-украински, чем по-великорусски. Выдает её суффикс -к-о: в белорусской и украинской традиции он часто заменял великорусское -ов/-ев. Если бы фамилия формировалась в центральной России, она, скорее всего, выглядела бы как Пилюков или Пилюгин.

Основа фамилии — «пилюк» или «пилюха». В юго-западных говорах так называли птенца, особенно цыплёнка, а в переносном смысле — невысокого, щуплого человека. Прозвище Пилюк могли дать либо за малый рост, либо, с иронией, за суетливость и писклявость, напоминающую цыплёнка.

Есть и вторая, менее очевидная версия. В некоторых польских и белорусских диалектах «пиля» (от pila) — пила. Тогда Пилюшко могло быть профессиональным прозвищем пильщика или плотника. Однако эта версия слабее: суффикс -ушк-/-юшк- в фамилиях чаще указывает на уменьшительно-ласкательное отношение к основе, а не на орудие труда. Скорее всего, перед нами ласкательная форма прозвища: не просто Пилюк, а Пилюшко — «маленький цыплёнок».

Фамилия редкая. Встречается в основном на западе Беларуси (Гродненская, Брестская области) и на приграничных территориях Польши. В России она почти не фиксируется, что подтверждает её западнорусское происхождение. Носители фамилии, вероятно, были крестьянами или мещанами — в среде шляхты такие «птичьи» прозвища встречались редко.