Фамилия Кильо — одна из тех, где внешняя простота обманчива. На первый взгляд она звучит по-испански, и это верное направление: её относят к романскому типу фамилий, образованных от личного прозвища. Однако загвоздка в том, что прямого слова «кильо» нет ни в испанском, ни в других романских языках.

Скорее всего, перед нами усечённый вариант. Исходной формой могло быть испанское прозвище «chiquillo» — «ребёнок, малыш». В живой речи, особенно в диалектах или при быстром произношении, начальный слог мог отпасть, а «ch» перейти в твёрдое «к». Так «chiquillo» превратилось в «Кильо» и закрепилось как фамилия. Подобные сокращения — обычное дело при адаптации чужеземных прозвищ или при передаче имени на слух.

Модель образования здесь простая: основа (прозвище) без дополнительного суффикса. Фамилии такого типа, оканчивающиеся на гласный, характерны для испанского и итальянского ареалов, но в русской среде они встречаются редко и обычно указывают на иностранные корни предка. Носитель фамилии Кильо, скорее всего, потомок выходца из романоязычных стран, чьё прозвище «малыш» или «парень» закрепилось за родом в урезанной форме.

Других убедительных версий этимологии нет. Связь с балтийскими или славянскими корнями маловероятна — слово не имеет параллелей в этих языках. География бытования фамилии в России узкая, что подтверждает её нерусское происхождение.