Фамилия Кильбенко звучит как типичная украинская фамилия, и её разбор подтверждает это. Суффикс -енко — один из самых распространённых в украинской ономастике, он указывает на происхождение от отца или прозвища: «Кильбенко» буквально означает «сын Кильбы». Вся история фамилии, таким образом, упирается в расшифровку прозвища Кильба.

Корень «Кильб-» в восточнославянских говорах встречается редко, и его значение неочевидно. Скорее всего, перед нами вариант фамилии, образованной от прозвища, связанного с внешностью или манерой поведения. Сравните с диалектными словами: в некоторых русских говорах «кильба» или «кильбить» означало «горбатый», «согнутый» или «сутулый». Человек с такой походкой или фигурой мог получить прозвище Кильба. Другая, менее правдоподобная версия, связывает основу с тюркскими языками, где «киль» означает «приходи» — но тогда суффикс -б- здесь необъясним, и эта гипотеза слаба.

Географически фамилия Кильбенко тяготеет к центральным и восточным областям Украины, особенно к Полтавщине и Слобожанщине. Именно там суффикс -енко исторически преобладал, вытесняя русские окончания -ов/-ев. В реестрах казацких полков XVII–XVIII веков можно встретить похожие прозвища, например, Кильба или Кильбик. Носители фамилии, вероятнее всего, были потомками казаков или крестьян, получивших фамилию по отцу, которого в округе знали как Кильбу — то есть сутулого или невысокого коренастого человека.

Интересная деталь: фамилия Кильбенко сохранила редкий корень, который почти не дал других производных. В отличие от, скажем, фамилий на -енко от распространённых имён (Иваненко, Петренко), Кильбенко стоит особняком. Это говорит о том, что исходное прозвище было узколокальным — возможно, его дали одному человеку в небольшом селе, и фамилия так и осталась относительно редкой, не «растворившись» в массе однотипных образований.