Pavardė „Žilionis“ yra lietuviška, kilusi iš asmenvardžio „Žilys“ arba „Žilionas“, kurie siejami su žodžiu „žilas“ (plaukų spalva). Tai gali rodyti pirminės šeimos galvą žilą plauką turėjusį vyrą.
Žymiausias šios pavardės žmogus – tapytojas ir kompozitorius Mikalojus Konstantinas Čiurlionis (1875–1911), nors jo pavardė yra „Čiurlionis“, o ne „Žilionis“. Panašios pavardės atvejų žymiausių asmenų nerandama, todėl ji nėra plačiai žinoma istoriniuose šaltiniuose ar šiuolaikinėje visuomenėje.