Фамилия Кильметова хранит память о личном имени дальнего предка — Кильмет. Это мужское имя, скорее всего, является диалектной, усечённой формой распространённого татарского имени Кильмухаммет. Полное имя Кильмухаммет имеет глубокий религиозный смысл: в переводе с арабского оно означает «земля под ногами пророка Мухаммеда». Родители, называя сына таким именем, желали ему вырасти достойным и благочестивым мусульманином, как бы ставя его под покровительство пророка.

Имя Кильмет — яркий пример того, как в повседневной речи длинные и сложные имена сокращались для удобства. Подобные усечения характерны для тюркской ономастики: от полного имени отбрасывали часть, оставляя узнаваемый корень. В данном случае основа «Киль» (от «Кильмухаммет») соединилась с уменьшительным или просто более кратким окончанием «-мет».

Фамилия образована по стандартной русской модели с суффиксом -ов/-ев, который указывает на принадлежность: «чей?» — Кильметов, то есть сын, потомок Кильмета. Окончание -а в форме Кильметова говорит о женской линии или принадлежности семье. По своему происхождению фамилия относится к пласту тюрко-татарских фамилий, распространённых в Поволжье и на Урале, особенно среди татар и башкир. Многие такие фамилии, как и эта, говорят о религиозных и культурных корнях предков, не называя прямо их сословие или ремесло, а указывая на имя, данное при рождении с надеждой на праведную жизнь.