Фамилия Питиляк — редкая, и её происхождение сразу ставит перед исследователем вопрос: это славянская или тюркская основа? Судя по финали «-як», это, скорее всего, украинская или польская модель образования фамилий. Суффикс -як в этих языках — один из самых продуктивных: он мог указывать на молодое существо (теля — теляк), на носителя признака (босой — босяк) или на происхождение (Пилип — Пилипяк). В фамилии Питиляк корень «Питил-» не даёт прямого славянского значения, что заставляет искать в нём искажённое личное имя или прозвище.

Наиболее вероятная версия: основа восходит к имени Питирим (греч. Petyrrimos) — редкому каноническому имени, которое в народном произношении могло редуцироваться до «Питил». Имя Питирим носил святой Питирим Тамбовский, но в быту его могли переделать в Питиля, а затем добавить типичный западноукраинский суффикс -як, указывающий на сына или человека, связанного с носителем имени. Таким образом, Питиляк — «сын Питили» (Питирима). Географически фамилия тяготеет к западным областям Украины (Львовская, Ивано-Франковская, Тернопольская области) и к пограничью с Польшей, где суффикс -як особенно распространён.

Альтернативная, но менее убедительная версия — связь с тюркским корнем «пити» (писать) или «пит» (основа). В тюркских языках суффикс -ляк встречается, но фамилия Питиляк не фиксируется в татарских или башкирских списках, а её звучание более органично для славянской ономастики. Спор мог бы возникнуть, если бы корень читался как «Пит-», но гласная «и» между «т» и «л» типична для славянской адаптации греческих имён (ср. Кирилл — Кириляк).

Сословно фамилия, скорее всего, крестьянская или мещанская: суффикс -як в малороссийской среде часто давали людям без фамильного герба, просто по отцу. В дореволюционных метриках Питиляки встречаются в основном среди православных и греко-католиков Галичины. Никаких «известных носителей» в энциклопедиях нет — фамилия осталась локальной, не вышла за пределы своего региона. Единственная деталь, которая отличает её от десятков похожих фамилий (Пилипяк, Коваляк, Грицяк), — это редкость самого имени-основы: Питирим не был распространён, поэтому Питиляк — штучный ономастический след этого имени в украинской антропонимии.