Фамилия Киленский по своему происхождению — типичная «географическая» фамилия, образованная от названия населённого пункта с помощью суффикса -ск-. В русской ономастике такой способ указывает на выходца из определённой местности: Киленский — тот, кто родом из Киленок, Киленова или подобного места.

Сам корень «Килен-» может восходить к нескольким источникам. Самый вероятный — топоним с основой «кил-», который в северных русских говорах означал «клин земли», «мысовидный участок» или «кривой ствол дерева». Встречаются деревни с названием Киленки в бывшей Вятской губернии (современная Кировская область) и в Пермском крае. Фамилия могла закрепиться за переселенцем, который учёл свою малую родину при переписи или переезде.

Менее распространённая, но допустимая версия — связь с личным именем или прозвищем Киленя, уменьшительной формой от Кирилл или от диалектного «кила» (грыжа, опухоль). В таком случае суффикс -ск- нехарактерен для прозвищных фамилий, но мог появиться под влиянием «дворянского» звучания (по образцу княжеских фамилий на -ский). Однако для крестьянской среды, где и возникла фамилия, это скорее исключение.

Сословно Киленские — почти наверняка бывшие государственные или помещичьи крестьяне, реже — священнослужители (семинаристам часто давали фамилии по названиям сёл). В архивных записях XIX века фамилия встречается в Вятской и Пермской губерниях, что подтверждает севернорусский след. Сегодня носители фамилии рассеяны по России, но наибольшая концентрация сохраняется в Кировской области.

По модели образования Киленский стоит в одном ряду с фамилиями Вятский, Казанский, Пермский, но с той разницей, что его основа — не город, а небольшая деревня. Это делает фамилию более локальной и менее «столичной», но именно она точнее всего говорит о конкретном месте выхода предка.