Фамилия Килинская (и её мужской вариант Килинский) чаще всего ведет происхождение от имени Килин — уменьшительной формы древнеирландского имени Келлах, которое означает «светлоголовый» или «умный». Это имя носил святой Киллин, христианский миссионер VII века, проповедовавший в Тюрингии и Франконии. Благодаря его почитанию имя распространилось по всей средневековой Европе, и на русско-польском пограничье оно могло дать начало фамилии через типичную модель с суффиксом -ский. Это окончание — верный признак того, что фамилия образована не на великорусской почве (где был бы вариант Килин), а в польской или западнорусской среде. Вероятнее всего, основатель рода был поляком: в Польше имя Килин (Килиан) действительно встречалось, и фамилия оформлялась по шляхетскому образцу.

Менее убедительная версия связывает фамилию с прозвищем Киля от слова «кила» (грыжа, опухоль) — так могли назвать человека с заметным физическим недостатком или, в переносном смысле, нерадивого работника. Ещё одно возможное значение — от диалектного «килье» (палка, посох), что могло указывать на сына старика, опирающегося на клюку. Однако обе эти гипотезы слабее основной: они не объясняют суффикс -ский, который в русских фамилиях редко присоединяется к прозвищам с явно бытовым корнем. В случае Килинского суффикс работает как маркер географического или именного происхождения, а не прозвищного.