Фамилия Чилдинов — редкий случай, когда основа прозвища не бросается в глаза даже носителю языка. На первый взгляд, в ней слышится что-то иноязычное или искажённое, но на деле это типичная русская модель: корень плюс суффикс принадлежности -ов. Притяжательный суффикс указывает на то, что фамилию образовали от личного имени или прозвища Чилда (или Чилдин), которое и стало родовым именем для потомков.

Корень чилд- не имеет прямых соответствий в современном русском литературном языке. Наиболее вероятное объяснение лежит в диалектной лексике. В северных и уральских говорах слово «чилда» (или «чилд») могло означать нечто вроде «задира», «озорник», «беспокойный человек». В словаре Владимира Даля зафиксирован глагол «чилдыгать» — шататься, слоняться без дела, что прямо указывает на прозвище Чилда — бродяга, гуляка. Таким образом, первый Чилдинов — это, скорее всего, сын человека с таким прозвищем, данного за непоседливый или бродячий характер.

Менее убедительна версия о связи с тюркскими языками, где корень «чил» означает «сорок» или встречается в именах (например, Чилдыр). Но суффикс -ин, а не -ов, был бы типичен для фамилий тюркского происхождения (ср. Чилдин, а не Чилдинов). Поэтому версия с чисто русским диалектным корнем выглядит правдоподобнее и не требует привлечения экзотики.

Географически фамилия Чилдинов встречается крайне редко. Основные очаги — Вологодская и Архангельская области, а также Зауралье. Это совпадает с ареалом бытования тех самых северных говоров, где слово «чилда» было в ходу. Сословно носители фамилии почти наверняка были крестьянами или посадскими людьми — дворянских родов с такой фамилией в родословных книгах не зафиксировано. В XIX веке Чилдиновы числились в основном среди государственных крестьян.

С точки зрения словообразования фамилия примечательна тем, что избежала оглушения: по правилам следовало бы ждать варианта Чилдиноф или Чилдинофф в дореволюционной записи, но в документах последовательно пишется через «в». Это говорит о поздней фиксации фамилии, когда орфография уже устоялась, и о том, что прозвище было в ходу ещё в XVII–XVIII веках, а в паспорта попало уже после отмены крепостного права.