Фамилия Килишевская — женская форма, мужской вариант — Килишевский. Её основа напрямую указывает на географическое происхождение: типичный суффикс -ск- в русских, украинских, польских и белорусских фамилиях чаще всего означает «выходец оттуда-то». Скорее всего, предок носителя фамилии был родом из населённого пункта с названием Килишево, Килишев или подобным. Такие топонимы могли возникнуть от имени или прозвища первопоселенца — Килиш.

Само имя Килиш — редкое, но не уникальное. В основе лежит либо тюркское имя Килиш (от тюркского «приходить, прибывать»), либо, что более вероятно для славянской среды, производная форма от крестильного имени Клеопа (греч. Kleopas) или от Кирилл (через уменьшительные формы вроде Киля, Кила). В польской ономастике встречается фамилия Kileszewski, что указывает на возможную связь с мазовецкими или подляшскими землями, где были сёла с похожими названиями. В таком случае фамилия могла сформироваться у шляхты или однодворцев, получивших фамилию по названию имения.

Написание с мягким знаком (Килишевская, а не Килишевска) закрепляет вариант, свойственный русскому языку, где суффикс -евск- указывает на притяжательность от топонима на -ево/-ево. В украинской традиции фамилия звучала бы как Килишевська, в белорусской — Кілішэўская.

Есть и более прозаичная версия: Килиш могло быть прозвищем человека, имевшего отношение к киле (название части корабля) или килиму (ковёр, от тюрк. килим). Но это лишь догадки: ни одна из этих версий не подкреплена документально для данной конкретной фамилии. Надёжнее всего считать, что Килишевские — потомки людей, переехавших из деревни или хутора Килишево, и фамилия их — простое указание на малую родину.