Фамилия Джилкаев звучит для русского уха как нечто заведомо нерусское, и это верно: её корни ведут на Кавказ, скорее всего, в осетинскую или ингушскую среду. В основе лежит имя или прозвище Джилка (Дзилка, Джылкъа), которое может восходить к тюркскому или кавказскому слову, означающему «маленький», «коротышка» или «быстрый». В осетинском языке есть слово «дзыллӕ» — «народ», но для прозвища это маловероятно. Гораздо правдоподобнее, что Джилка — это мужское личное имя, уменьшительная форма от более длинного имени (например, Джилкадар), либо прозвище по внешности или характеру.

Суффикс -ев указывает на русскую адаптацию фамилии: так оформляли фамилии выходцев с Кавказа при записи в российские документы. Окончание -ев, а не -ов, говорит о том, что основа заканчивалась на мягкий согласный или шипящий (Джилк-а → Джилка-ев). Фамилия могла возникнуть в среде горских народов, которые в XIX–XX веках активно переселялись в равнинные районы Северного Кавказа и вступали в контакты с русским чиновничеством.

В отличие от распространённых русских фамилий на -ин или -ов, Джилкаев — редкая. Носители её сосредоточены в Северной Осетии, Ингушетии и, возможно, в Чечне. Встречается и вариант написания с «и» после «л» — Джилкаиев, но это, скорее, искажение при переписи. Вероятно, предки носителя фамилии были скотоводами или воинами, так как прозвища, связанные с быстротой или ростом, типичны для традиционных обществ, где ценилась физическая сила.

Точных данных о сословной принадлежности Джилкаевых нет — фамилия не фиксируется в дворянских родословных книгах Российской империи, что указывает на крестьянское или вольное горское происхождение. Если искать параллели, то однокоренные фамилии — Джилканов, Джилков — встречаются у балкарцев и карачаевцев, что подтверждает тюркскую или иранскую основу, но с разными суффиксами.