Фамилия Кильдунов — редкая, её морфология сразу бросается в глаза. В отличие от большинства русских фамилий, которые образуются от полных крестильных имён (Иванов, Петров) или от прозвищ с суффиксом -ов/-ев, Кильдунов построена по другой модели. В её основе лежит суффикс -ун-, который в русском языке обычно указывает на деятеля: «говорун» (тот, кто говорит), «драчун» (тот, кто дерётся). То же самое с фамилией: Кильдун — человек, совершающий действие, выраженное корнем. А корень «кильд-» — это, скорее всего, искажённое тюркское слово.

Вероятнее всего, в основе лежит тюркское «кильди» (пришёл, явился) или «кильде» (пришёл, прибыл). В татарском, башкирском, казахском языках глагол «килү» (приходить) даёт форму «кильде» — «он пришёл». Так могли прозвать человека, который пришёл откуда-то, приехал на новое место, был пришлым. Или же это могло быть личное имя-пожелание: «Кильде» (родился, явился на свет). В русской среде такое имя обрастало суффиксом -ун-: Кильдун (пришлый человек, пришелец), а затем добавился фамильный суффикс -ов, дающий ответ на вопрос «чей?» — сын Кильдуна.

Вторая версия, менее вероятная, но имеющая право на существование: корень может восходить к финно-угорскому «кильд» (рыба, рыбный промысел). В этом случае Кильдун — прозвище рыбака, а Кильдунов — его потомок. Однако географическая привязка фамилии (она встречается в Поволжье, в зоне активного русско-татарского контакта) склоняет к первой, тюркской гипотезе.

Социальный контекст: фамилия на -ов типична для крестьянской и мещанской среды центральной России и Поволжья. В дворянских родах такие прозвищные фамилии с суффиксом -ун- почти не встречались. Кильдуновы, скорее всего, — потомки служилых людей или государственных крестьян, которые получили фамилию по прозвищу предка, данному за его происхождение или занятие.

Сравните с однокоренными фамилиями: Кильдеев, Кильдишев, Кильдюшев. Все они образованы от тюркского «кильде» и распространены в Татарстане, Башкортостане, Удмуртии, а также среди татар-мишарей. Фамилия Кильдунов — её русская адаптация с характерным для русского языка суффиксом -ун-, который превратил имя в прозвище, а прозвище — в фамилию.