Фамилия Килькинов образована от восточного обрядового имени Килькин, которое, в свою очередь, составное. Первая часть — «Киль» означает «пусть родится» или «родился», вторая — «Кин» переводится как «ножны» или «кобура». Соединив эти смыслы, родители, называя так первенца, вкладывали пожелание: чтобы сын вырос сильным и смелым, как клинок, готовый к защите. Имя Килькин — не просто личное прозвище, а оберег, призванный передать младенцу мужские качества.

Фамилия образована по типичной русской модели с суффиксом -ов, который добавляется к основе на твёрдый согласный. В данном случае — к имени Килькин. Такая схема свойственна крестьянским и мещанским фамилиям центральной России, куда тюркские имена проникали через татарские и башкирские роды. Суффикс -ов указывает на прямое отчество: «сын Килькина».

Встречается фамилия в Волго-Уральском регионе, где исторически смешивались славянские и тюркские языки. Есть вероятность, что носители фамилии — потомки крещёных татар или служилых людей, принявших православие в XVI–XVII веках. В таком случае исходное имя Килькин могло быть зафиксировано в переписных книгах, а затем закрепилось как фамилия.

Редкий корень «Киль-» отличает эту фамилию от более частотных Кирилловых или Кириковых. В ономастических словарях (например, в работах А. Суперанской) составные имена-обереги у тюркских народов описаны как типичные для двойных имён, где первая часть — пожелание, вторая — предметная метафора. Фамилия Килькинов — один из немногих сохранившихся примеров такой модели в русской антропонимии.