Фамилия Кильдимуратов образована от имени или прозвища Кильдимурат. Основа здесь — сложная, двухкорневая. Первая часть «кильди-» восходит к тюркскому глаголу со значением «остался», «оставаться», а вторая — к арабскому имени Мурат (Мурад), что значит «желанный», «цель», «стремление». Таким образом, исходное имя Кильдимурат можно перевести как «оставшийся (в живых) Мурат» или «желанный, но оставленный». Подобные имена-обереги давали в тюркской среде, если в семье умирали дети: новорожденному давали имя, которое должно было «обмануть» злых духов, показать, что ребёнок нежеланный или «оставшийся» случайно, — чтобы его не забрали.

Суффикс -ов указывает на стандартную русскую модель образования фамилий от тюркских основ. Встречаются варианты написания: Кильдимуратов и реже Кильдимуратов. В русской среде фамилия закрепилась в конце XIX — начале XX века, когда у башкир, татар и других народов Поволжья и Приуралья начали массово записывать фамилии по русскому образцу.

Географически фамилия тяготеет к Башкортостану и Оренбургской области, встречается также у татар и казахов. Носители фамилии — потомки людей, носивших имя Кильдимурат, которое в быту могло сокращаться до Кильди или Мурат. Интересно, что в башкирском языке есть родственные имена с тем же корнем «кильде-»: Кильдебай, Кильдегул, что подтверждает продуктивность этой модели.

Другие версии, например, связь с топонимом (село Кильдимуратово в Башкортостане существует), скорее вторичны: село названо по имени первопоселенца, а не наоборот. Фамилия недвусмысленно указывает на тюркское происхождение и, скорее всего, на принадлежность предков к башкирскому или татарскому сословию тептярей или мишарей, хотя точное сословие по фамилии не определить.