Фамилия Киличенков — одна из тех, где за привычным русским окончанием скрывается нерусская основа. Её ядро — имя или прозвище Киличенко, а суффикс -ов превращает его в типичную русскую фамилию. Такая модель (основа на -о + -ов) характерна для фамилий, образованных от украинских или белорусских прозвищ и имён: если человек был Киличенко, его сын или потомок становился Киличенковым, то есть «из рода Киличенко».

Сама основа Киличенко, скорее всего, восходит к тюркскому имени Килиш (или Келеш) — в ряде тюркских языков оно означает «приход, прибытие» или «гость». Уменьшительно-ласкательный суффикс -енко (распространённый в украинской и южнорусской антропонимии) мог добавиться к основе Килиш, дав форму Килишенко, а затем, под влиянием народной этимологии или местного произношения, перейти в Киличенко. Впрочем, не исключён и вариант с русским именем Кирилл в его просторечной форме Киля: от Киля → Килич → Киличка → Киличенко, но такое объяснение менее вероятно, так как для имени Кирилл типичнее суффикс -енков (Кириченков).

Географически фамилия Киличенков привязана к южнорусским и украинским землям — Курская, Воронежская, Харьковская губернии. Там в XVII–XVIII веках оседали служилые люди и крестьяне из Речи Посполитой, а тюркские имена были обычны в среде казачества и однодворцев. Сословно носители фамилии чаще всего были однодворцами или государственными крестьянами, то есть не имели крепостной зависимости — это объясняет, почему фамилия не получила широкого распространения в дворянской среде.

Интересная деталь: в некоторых переписях XIX века встречается написание Киличенков с одной «н» (Киличенковъ) — это не ошибка, а отражение живого произношения, где суффикс -ов после мягкого согласного звучал редуцированно. Современная орфография закрепила двойное «н» по аналогии с другими фамилиями на -енков, но в редких местных вариантах можно увидеть и Киличенок — без суффикса -ов, что прямо указывает на украинское происхождение прозвища.

Таким образом, предок современных Киличенковых, скорее всего, носил прозвище Киличенко — либо по имени, полученному от тюркского «гость» (возможно, так называли пришлого человека), либо по уменьшительной форме от Кирилл. Фамилия не потерялась в потоке массовых русских фамилий именно из-за своей нестандартной основы, которая до сих пор звучит узнаваемо и не сливается с десятками других.