Фамилия Кильмаева образована от мужского имени или прозвища Кильмай. В её основе лежит тюркский корень «киль» — «приходи, приди», а «май» может восходить к арабскому имени Май (означает «обезьяна» в переносном значении «резвый, шаловливый») либо к тюркскому «май» — «масло, жир» (прозвище упитанного или зажиточного человека). Таким образом, Кильмай — это сложносоставное имя-пожелание вроде «приди, удача» или прозвище по внешности или характеру.

Суффикс «-ев» указывает на принадлежность: Кильмаев — сын Кильмая. Женская форма Кильмаева означает «дочь или жена Кильмаева». Фамилия типична для волго-уральского региона, особенно для татар и башкир, где такие модели на «-ев» (а не на «-ов») распространены. В русском контексте фамилия могла появиться через крещение или соседские контакты, но её тюркское происхождение очевидно.

Сравните с однокоренными фамилиями: Кильмаметов (от Кильмамет — «приди, Мухаммед»), Кильдеев (от Кильде — «пришёл»). Кильмаева стоит в этом ряду как вариант с компонентом «май», что делает её более редкой. Географически фамилия встречается в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Челябинской областях.

Если ваши предки носили эту фамилию, скорее всего, они были тюркоязычными крестьянами или мещанами, получившими фамилию при переписях XIX века. Прямой связи с конкретным ремеслом нет — прозвище могло быть дано по личному качеству или обстоятельству рождения.