Фамилия Киильдюшова — редкий случай, когда в основе лежит не славянское, а тюркское слово, но оформление фамилии — чисто русское, с суффиксом -ов-. Это значит, что её носитель происходит от человека, которого в русскоязычной среде назвали прозвищем Киильдюш или Кильдюш.

Самая вероятная версия связывает прозвище с тюркским «кильдюш» — слово, означающее «пришлый», «пришедший», «прибывший». Так могли назвать человека, который переселился из другого места, пришлого в деревню или род. В тюркских языках (татарском, башкирском, казахском) корень «кил-» означает «приходить», а аффикс «-дюш» придаёт значение «тот, кто пришёл». Со временем это прозвище закрепилось как фамильное имя.

Менее вероятно, но возможно, что основа связана с диалектным тюркским «кильди» — «пришёл» (форма прошедшего времени). В таком случае прозвище могло быть дано по событию: например, ребёнку, родившемуся после долгого отсутствия отца, или человеку, вернувшемуся из долгой отлучки.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически было сильное тюркское влияние и смешанное русско-татарское население: Поволжье, Урал, Оренбуржье. Встречаются варианты написания с одной «и» — Кильдюшова, что может указывать на упрощение при адаптации в русской речи.

Суффикс -ов- стандартно указывает на принадлежность (чей? — Киильдюшов), и в женском роде фамилия получила окончание -а. Таким образом, Киильдюшова — это «жена или дочь Киильдюша». Фамилия недворянская, скорее всего, крестьянская или мещанская, что типично для поздних фамилий, образованных от прозвищ. Сословных данных по ней нет, но по модели образования она относится к массовому пласту русских фамилий, возникших в XVII–XIX веках у простонародья.