Фамилия Кильматова — женская форма фамилии Кильматов, а та, скорее всего, образована от прозвища или имени Кильмат. В основе лежит тюркский корень «киль» (приходи, иди) и аффикс «-мат», который в ряде тюркских языков (татарском, башкирском) может указывать на обладание качеством или быть частью сложного имени. Получается, что Кильмат — это человек, которого «ведут» или «приводят», либо имя со значением «пришедший», «явившийся» (по аналогии с татарскими именами типа Кильдебай, Кильмухамет). Вторая часть может восходить к арабскому «Мухаммад» (восхваляемый), но в усечённой форме — тогда имя Кильмат осмыслялось бы как «пришёл Мухаммад» или «явился хвалимый», что типично для имён-пожеланий, дававшихся долгожданному ребёнку.

Фамилия характерна для регионов с татарским и башкирским населением, а также для Поволжья и Урала. Суффикс «-ов» в мужском варианте указывает на русскую модель оформления фамилий, которая в XVI–XIX веках закрепилась за многими нерусскими родами при переходе к фамильной системе. Кильматовы — это потомки человека, которого в документах записали как Кильмат, а его дети стали Кильматовыми, то есть «из рода Кильмата».

Интересная деталь: в русском языке фамилия Кильматова сохраняет ударение на втором слоге (Кильмáтова), что нетипично для многих тюркских фамилий, где ударение часто падает на последний слог. Это говорит о том, что фамилия давно и прочно обрусела, а её носители, скорее всего, уже несколько поколений говорят по-русски. Если искать параллели, то однокоренные фамилии — Кильдеев, Кильдишев, Кильмухаметов — все они отсылают к той же модели «прихода» или «явления» в имени.

О дворянском или крестьянском происхождении фамилии сказать определённо трудно: в метрических книгах XIX века Кильматовы встречаются и среди государственных крестьян Казанской губернии, и среди мещан. Скорее всего, предки были простыми людьми — земледельцами или ремесленниками, а фамилия просто закрепилась по имени основателя рода.