Фамилия Хильдунина — редкий случай, когда в основе лежит не русское, а скандинавское или древнегерманское имя, пришедшее на Русь с варягами. Разбираем её по частям. Корень «Хильд-» восходит к имени Хильда (Hilda), что в переводе с древнескандинавского означает «битва» или «воительница». В скандинавской мифологии это имя носила одна из валькирий. Полная форма — Хильдун — сложное имя, где вторая часть «-дун» (от древнескандинавского «dun» — «холм» или «крепость») указывает на защищённое место. Таким образом, Хильдун можно перевести как «воительница, защищающая крепость» или «боевая крепость». Это полностью мужское имя, хотя основа женская — в древности такие составные имена не делились по полу.

На русской почве имя Хильдун дало фамилию по отчеству: Хильдунов сын, Хильдунова дочь. Суффикс «-ин» указывает на принадлежность конкретному человеку — «чей?» — Хильдунин. Фамилия Хильдунина — это женская форма от фамилии Хильдунин, которая, в свою очередь, произошла от прозвища Хильдун, а то — от крестильного или мирского имени. Носитель такой фамилии, скорее всего, потомок человека, которого в документах записали как Хильдун. Само имя могло попасть в новгородские или псковские земли вместе с варяжскими дружинами, а затем закрепиться в качестве прозвища у бояр или служилых людей. Фамилия почти не встречается в центральных областях России; её география — северо-запад, где скандинавское влияние ощущалось сильнее всего.

В отличие от распространённых фамилий на «-ов» и «-ев», модель на «-ин» характерна для основ, оканчивающихся на -а, -я. Здесь же мы видим необычный переход: имя Хильдун дало форму «Хильдунин», что грамматически правильно, но для слуха нестандартно. По той же логике образованы фамилии от имён с конечным согласным: Гаврилин, Данилин, но там основа — Гаврила, Данила. В случае Хильдун мы имеем дело с мужским именем на твёрдый согласный, что для «-ин» редкость. Это дополнительный аргумент в пользу того, что имя было именно мирским прозвищем, а не полным христианским именем. Если бы оно было каноническим, скорее всего, образовалась бы форма Хильдунов.

Современная фамилия Хильдунина — женская. Мужской вариант — Хильдунин. Встречается крайне редко, в основном в единичных записях в Вологодской и Архангельской областях, что подтверждает северное происхождение. Других версий, кроме скандинавской, у фамилии нет: попытки связать её с тюркскими корнями или славянским «хилый» лингвистически несостоятельны, так как не объясняют ни суффикса «-дун», ни устойчивого ударения на первый слог.