Фамилия Дилдора — редкий случай, когда русская по форме фамилия имеет явно не славянские корни. На первый взгляд, она звучит как типичная фамилия на -а, но её основа выбивается из привычного ряда. Суффикс -а в данном случае не является патронимическим (как в фамилиях типа «Тихомиров»), а скорее всего, указывает на женскую форму или адаптацию иноязычного имени.

Самая вероятная версия происхождения — от женского имени Дилдора. Это имя распространено в Средней Азии, особенно в Узбекистане и Таджикистане. Оно имеет персидско-таджикское происхождение и переводится как «красивое лицо» или «миловидная» (дил — сердце, душа; оро — украшать, буквально «украшающая сердце»). В таком случае фамилия Дилдора могла возникнуть в русскоязычной среде при записи выходцев из этих регионов. Поскольку в русской традиции фамилии часто давались по имени отца, а здесь мы видим женское имя, это может быть следствием фиксации фамилии по матери (матримониальная модель) или же просто искажением при переписи населения, когда человека записали по его собственному имени (Дилдора стала фамилией для её детей).

Менее распространённая, но возможная гипотеза — связь с тюркским словом «дилдор» или «дильдор», что означает «смелый», «отважный». Однако это слово чаще встречается как прозвище или компонент сложных имён, чем как самостоятельная фамилия.

В России и странах бывшего СССР фамилия Дилдора встречается крайне редко, в основном у людей, чьи предки родом из Средней Азии. В современном русском языке она склоняется как существительное женского рода (Дилдоры, Дилдоре), хотя носители могут быть и мужчинами. Из-за редкости фамилии и отсутствия массовых документальных источников (например, в боярских книгах или ревизских сказках) точное время её появления установить сложно. Скорее всего, она оформилась в советский период, когда паспортизация затронула все народы СССР, и местные имена превращались в фамилии по упрощённой схеме. Фамилия не имеет отношения к русским дворянским родам или крестьянским прозвищам — это яркий пример культурного и языкового обмена, зафиксированного в антропонимии.