Фамилия Килеева — женская форма, а мужская — Килеев. В её основе лежит прозвище Килей. Чаще всего его связывают со словом «кила» — так в старину называли грыжу или опухоль. Прозвище могли дать человеку с заметным физическим недугом, а в переносном смысле — нерадивому работнику, от которого, как говорили, «проку, как от килы». В некоторых говорах «килье» означало «стариковство, дряхлость»; тогда Килеем могли прозвать сына пожилого отца или самого пожилого человека. Есть и третья, менее очевидная версия: «киль» — это колок у струнных инструментов, поэтому фамилия могла указывать на занятие предка-музыканта. Суффикс -ев- в русских фамилиях (как в Килеев) типичен для основ на мягкий согласный или -й; он указывает на принадлежность: «чей?» — Килеев, то есть потомок Килея. Фамилия редкая, встречается в Поволжье и на Урале, что косвенно подтверждает её прозвищное, а не географическое происхождение.