Фамилия Кильдыбаева — редкий пример тюркского наследия в русском ономастиконе, который почти не встречается за пределами нескольких регионов. Её основа — мужское имя Кильдыбай, распространённое у башкир, татар и казахов. В нём два корня: «кильды» (тюрк. «пришёл», «явился») и «бай» (богатый, хозяин, господин). Имя давали ребёнку, который родился после долгого ожидания или в сложный период — смысл «пришёл (наконец) богатырь» или «явился господин». Суффикс «-ев» в окончании фамилии указывает на русскую адаптацию: от имени Кильдыбай образовали притяжательную форму «Кильдыбаев», а женский вариант — через «-а».

Географически фамилия тяготеет к южному Уралу и Зауралью: Башкортостан, Оренбургская и Челябинская области. Встречается и у казахов, но в форме Кильдыбай или Кильдыбаев — без окончания «-а», так как у них фамилии не склоняются по полу. В русской среде окончание «-а» закрепилось в паспортных записях, когда женщинам фиксировали фамилию по отцу с добавлением типичного русского показателя женского рода.

Словообразовательная модель проста: тюркское личное имя + русский суффикс принадлежности. Таких фамилий немало: Ахметбаев, Уразбаев, Темирбаев. Но Кильдыбаева стоит особняком из-за редкого глагольного компонента «кильды». В отличие от имён с корнем «бирды» (дал) или «алды» (взял), «кильды» подчёркивает не действие, а событие — появление. В дореволюционных записях фамилию могли писать через «ы» — Кыльдыбаев, что отражает башкирское произношение.

Социальный статус носителей невысок: в основном это крестьяне и казаки из башкирских и татарских деревень. Дворянских родов с такой фамилией нет. В XX веке фамилия не получила широкого распространения из-за русификации и перехода на более стандартные формы (например, Кильдеев). Сегодня Кильдыбаева — маркер сохранности родового имени, которое не обрусело до неузнаваемости.