Фамилия Хилтухинов — редкий случай, когда основа говорит о происхождении почти прямо, но требует лингвистического комментария. Это фамилия бурятского или калмыцкого корня, и её разбор стоит начать не с суффикса, а с тюрко-монгольского слова «хилтухэ» или «хилтуха».

В бурятском языке «хилтуха» (хилтүүхэ) означает «кривой», «изогнутый», «согнутый», а также может относиться к человеку с искривлением позвоночника или сутулой осанке. В калмыцком есть близкое «килтә» — «кривой», «косой». Таким образом, прозвище Хилтуха давали человеку с характерной внешностью: сутулому, горбатому или просто хромому. Прозвища по физическим недостаткам в монгольских и тюркских культурах были обычным делом — они не несли уничижительного оттенка, а служили точным опознавательным знаком в кочевом быту.

Русский суффикс -ов прибавился к основе «Хилтухин» (где -ин — уже монгольский притяжательный суффикс, указывающий на принадлежность: «сын Хилтухи»). Получилась форма Хилтухинов — «сын того, кто был сыном Хилтухи». Такая двойная суффиксация (монгольский -ин + русский -ов) типична для фамилий, которые оформились у бурят и калмыков после вхождения их земель в состав Российской империи, когда появилась необходимость в фамилиях по русскому образцу.

Географически фамилия распространена в Республике Бурятия, Забайкальском крае и Иркутской области. В Калмыкии встречается реже, но не исключена. В метрических книгах XIX века Хилтухиновы — это чаще всего казаки или крестьяне, ведущие полукочевое скотоводческое хозяйство. Среди носителей фамилии немало бурятских родов, которые вели свою генеалогию от конкретного предка с прозвищем Хилтуха.

Есть и вторая, менее вероятная версия: от тюркского «кылтук» — «обрубок», «коротыш». Но для неё нет убедительных параллелей в антропонимии Бурятии, поэтому основная гипотеза остаётся монгольской. Фамилия не имеет отношения к русским словам «хилый» или «хитрый» — это ложные созвучия, которые ведут в тупик.