Фамилия Киленкова — женская форма фамилии Киленков. Её основа — прозвище или нецерковное имя Киленок. Чтобы понять, откуда оно взялось, нужно разобрать словообразовательную цепочку.

Киленок — это, скорее всего, форма с уменьшительно-ласкательным суффиксом -енок от имени Кил (или Кила). В русских говорах «кила» — это грыжа, болезненная опухоль. Прозвище Кила давали человеку с такой особенностью здоровья, либо, в переносном смысле, надоедливому, «грызущему» человеку. Суффикс -енок (как в словах «котёнок», «телёнок») мог означать «сын Килы» или «маленький, молодой Кила». Таким образом, Киленок — буквально «сын того, кого прозвали Килой».

Вторая версия, менее распространённая, связывает фамилию с диалектным словом «килень» или «киленок» — так в некоторых областях называли небольшой клин, заострённый колышек или деталь ткацкого станка. В этом случае прозвище могло относиться к человеку с острым, «колким» характером или к ремесленнику, делавшему такие клинья.

Модель образования фамилии типична для русского севера и центра: отчество на -ов/-ев от прозвища на -ок. Фамилия Киленков (и её женская форма Киленкова) фиксируется в основном в Вологодской, Архангельской и Кировской областях — как раз в зоне бытования севернорусских говоров, где слово «кила» было в ходу. Встречается она нечасто, что говорит о локальном происхождении от конкретного прозвища в одной или нескольких деревнях.

Социальный состав носителей фамилии, судя по архивным данным, — в основном крестьяне и мещане. В XIX веке Киленковы записаны среди государственных крестьян Вологодской губернии. Дворянских родов с этой фамилией не известно.