Фамилия Киловатая — редкий случай, когда женская форма закрепилась в качестве основного варианта. В русской традиции фамилии на -атая или -ятая чаще всего встречаются на юге и юго-западе, в частности на Украине и в прилегающих областях России. Это не «застывшее» прилагательное, а прозвищное образование, где суффикс -ат- указывает на обладание признаком: «киловатый» — тот, кого отличает некая «кила».

Корень здесь — «кил(а)». В диалектах и народной медицине килой называли грыжу, опухоль, болезненную шишку или нарыв. Соответственно, Киловатый — человек, страдающий такой болезнью, либо, что вероятнее, получивший прозвище по внешнему признаку: с шишкой, с выпуклостью на теле. Прозвища по физическим особенностям были распространены повсеместно, и фамилия могла закрепиться за предком, у которого была заметная грыжа или иная подобная припухлость.

Есть и вторая, менее очевидная версия. В некоторых говорах «кила» означала не только болезнь, но и капризного, сварливого человека — «кила» как заноза, колючка. Тогда Киловатый — ворчун, тот, кто «килится» (сердится, придирается). Эта гипотеза слабее, так как основное значение слова в народной среде оставалось медицинским.

География фамилии узкая. Киловатые встречаются в основном в Белгородской, Воронежской областях и на востоке Украины (Харьковщина, Сумщина). Это зона, где активно бытовали «отчества-прилагательные» на -ый/-ой, и где женская форма на -атая нередко становилась фамилией семьи, записанной по матери или по жене. Возможно, первоначально фамилия звучала как Киловатый, но в документах закрепилась форма Киловатая — либо из-за того, что глава семьи умер рано, и хозяйство вели вдова или дочь, либо из-за ошибки писаря, записавшего семью по прозвищу женщины.

Фамилия не имеет отношения к единицам измерения (килограмм, километр) — это народное, дореформенное слово, никак не связанное с метрической системой. По сословной принадлежности предки Киловатых, скорее всего, были однодворцами или государственными крестьянами южных окраин России, где подобные прозвища бытовали особенно плотно.