Фамилия Шпильчак — характерный пример украинской или польской фамилии, образованной с помощью суффикса -ак/-чак. Эта модель очень продуктивна в западных регионах Украины (Галичина, Волынь) и в юго-восточной Польше. Суффикс -чак часто указывает на принадлежность к роду занятий или на характерный признак человека: ср. украинские фамилии Гончар — Гончарук, Коваль — Ковальчук, а также Шпиль — Шпильчак.

Основа фамилии — слово «шпиль». В разных славянских языках у него схожие значения: острие, игла, остроконечный предмет, верхушка (например, шпиль здания). В украинском языке «шпиль» — это также тонкая длинная игла или шило. Скорее всего, прозвище Шпиль, от которого пошла фамилия, дали человеку с острым языком или шутливому колкому человеку, либо мастеру, работавшему с иглами, шилом или изготавливавшему острые инструменты (сапожник, портной, шорник). В переносном смысле «шпиль» могло означать высокого, худого человека — «как шпиль».

В польском языке слово szpilka (шпилька) имеет то же значение — булавка, иголка. В польской ономастике фамилии Szpilczak, Szpilak встречаются, и их значение аналогично. Таким образом, Шпильчак — это «сын (или потомок) Шпиля», то есть человека, носившего прозвище Шпиль.

Географически фамилия тяготеет к западноукраинским областям: Львовская, Ивано-Франковская, Тернопольская, а также к польскому Подкарпатью. В России фамилия редкая и встречается в основном у потомков переселенцев с запада. Интересная деталь: в украинских говорах слово «шпилька» иногда обозначало не только иголку, но и тонкую спицу в колесе телеги, поэтому предок мог быть и колесным мастером.

Других версий происхождения, например от немецкого Spiel (игра) или еврейского шпиль (играть на музыкальном инструменте), рассматривать не стоит: для фамилии Шпильчак они неправдоподобны из-за несоответствия словообразовательной модели (немецкие фамилии на -ак не образуются).