Фамилия Тхилишвили — яркий пример грузинской модели образования, и её разговор стоит начать именно с суффикса. Компонент -швили в переводе с грузинского означает «дитя» или «сын». В исторической Грузии этот суффикс был самым массовым и социально нейтральным: его носили и крестьяне, и князья, и горожане. В отличие от аристократического -дзе (указывавшего на древность рода) или восточногрузинского -ури/-ули, -швили не даёт подсказки о сословии предков, а лишь говорит о том, что фамилия сформировалась относительно поздно — в основном в XVII–XIX веках.

Основа фамилии — Тхили — вызывает интерес. В грузинском языке «тхили» (თხილი) означает «орех» (лещина, фундук). Скорее всего, фамилия образована от прозвища, которое дали человеку по месту жительства («живущий у ореховой рощи»), по роду занятий (сборщик или продавец орехов) или по внешней черте (например, смуглый, «ореховый» цвет лица). В грузинской ономастике такие прозвища от названий растений — не редкость, они могли закрепляться за целыми родами. Версия о происхождении от личного имени Тхили менее вероятна: хотя в Грузии существовали дохристианские имена, образованные от слов, «Орех» как имя не фиксируется в исторических источниках.

География фамилии Тхилишвили тяготеет к восточной Грузии, особенно к региону Кахетия. Там, в предгорьях Кавказского хребта, ореховые леса и сады — часть традиционного ландшафта, и прозвище могло возникнуть в конкретном селе, где ореховодство было основным промыслом. В советское время фамилия распространилась по всей Грузии и за её пределами, но её «ореховый» корень остаётся прозрачным для носителя грузинского языка. В русском языке фамилия склоняется по правилам для грузинских фамилий на -и: «я встретил Тхилишвили», «книга Тхилишвили».