Фамилия Халиляева образована от мужского личного имени Халиль, которое восходит к арабскому «халиль» — «близкий друг», «верный товарищ», а также «возлюбленный». В исламской традиции это один из эпитетов пророка Ибрахима (Авраама), которого называли «Халилуллах» — «друг Аллаха». Женская форма фамилии — Халиляева — говорит о том, что её первая носительница была дочерью или женой человека по имени Халиль. Мужской вариант, Халиляев, встречается реже, но именно он лежит в основе словообразовательной модели.

Суффикс «-ев» в фамилии указывает на её русское оформление: так в XIX–XX веках адаптировали тюркские и кавказские фамилии в официальных документах Российской империи. Сама фамилия характерна для народов, исповедующих ислам, — татар, башкир, кумыков, чеченцев, а также для азербайджанцев и народов Дагестана. В среде этих народов имя Халиль было широко распространено, и фамилии на его основе встречаются в разных формах: Халилов, Халилиев, Халилян.

Интересная деталь: в отличие от более частотной фамилии Халилов (с суффиксом «-ов»), вариант Халиляев сохраняет в основе древнюю арабскую огласовку — долгий звук «и» и мягкое «ль». Это может указывать на то, что фамилия закрепилась в письменной форме именно в той среде, где имя произносили с акцентом на второй слог и с палатализацией конечного согласного. Такое произношение свойственно, например, некоторым диалектам кумыкского и аварского языков.

Социальный состав носителей фамилии пёстрый: среди Халиляевых встречаются и потомки сельских мулл, и крестьяне, и горожане. В дореволюционных метрических книгах, например, по Казанской и Уфимской губерниям, эта фамилия фиксируется у татар-мишарей, которые нередко получали фамилии по имени отца с добавлением русского суффикса. В советское время фамилия распространилась по всей стране, но до сих пор сохраняет выраженную региональную привязку к Поволжью и Северному Кавказу.