Фамилия Килия — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. В отличие от большинства русских фамилий, она не заканчивается на -ов, -ин или -ский, что сразу наводит на мысль: перед нами либо позднее искусственное образование, либо фамилия, пришедшая из другой языковой среды, либо усечённая форма.

Самая прямая и географически обоснованная версия — топонимическая. На карте есть город Килия в Одесской области Украины, древний порт в дельте Дуная. Житель этого города или выходец оттуда мог получить прозвище или фамилию Килия без дополнительных суффиксов. Такая модель типична для украинской и южнорусской традиции: ср. фамилии Ровно, Балта, Одесса. Если предки носителя фамилии переселились из причерноморских степей или Бессарабии, связь с городом — наиболее вероятное объяснение.

Вторая версия, менее очевидная, но лингвистически возможная, — прозвищная. В южных говорах «килия» могло быть искажением или диалектным вариантом слова «келья» (отдельная комната, монашеская келья). В таком случае фамилия могла закрепиться за человеком, жившим уединённо, либо за монастырским служкой. Однако эта гипотеза слабее: она опирается на гипотетическое местное произношение, которое нигде не зафиксировано как устойчивая форма.

Есть и третья, совсем редкая возможность — фамилия могла возникнуть из тюркского имени или прозвища. В тюркских языках есть корень «кил» (приходить, прибывать), но без дополнительных суффиксов он не образует фамилий в русской среде. Эта версия остаётся умозрительной.

Что касается социального контекста: фамилия недворянская и не встречается в старых родословных книгах. Скорее всего, она принадлежала крестьянскому или мещанскому роду, который получил фамилию по месту прежнего жительства в XIX веке, когда массово закреплялись фамилии за бывшими государственными крестьянами юга России.

По суффиксальной модели Килия — фамилия без фамильного окончания, что бывает либо у украинских фамилий (ср. Коваль, Швець), либо у русифицированных вариантов грузинских (Кипиани, Церетели), либо у редких случаев, когда прозвище не обросло суффиксом. В данном случае грузинского следа нет, украинский топонимический вариант — основной.