Фамилия Кильвейн — одна из тех, что сразу выбивается из привычного ряда русских фамильных окончаний. В ней нет ни типичного -ов, ни -ин, ни -ский. Окончание -ейн и всё звучание выдают в ней западное, скорее всего немецкое или прибалтийское, происхождение. Поэтому искать её корни в древнерусских прозвищах или крестильных именах смысла нет: перед нами фамилия, принесённая в Россию переселенцами.

Скорее всего, Кильвейн — это русифицированная форма немецкой фамилии Kilwein. Её можно разобрать на две части: «Kil» и «Wein». Вторая часть, «Wein» (вино), указывает на род занятий предка. Первая часть сложнее: «Kil» может быть сокращением от имени Kilian (Килиан) — популярного в немецких землях святого, покровителя виноградарей и виноделов. Получается, что исходная фамилия Kilwein могла означать «вино Килиана» или, что правдоподобнее, быть прозвищем винодела или торговца вином. Человека, который торговал вином, могли прозвать по имени хозяина виноградника или по сорту.

Есть и более прозаичная версия: «Kil» могло быть вариантом написания «Kühl» (прохладный) или диалектного слова. Но связь с винодельческим ремеслом — самая логичная. Немецкие колонисты, особенно из числа меннонитов и ремесленников, активно переселялись в Российскую империю в XVIII–XIX веках, оседая в Поволжье, Новороссии и Прибалтике. Фамилия Кильвейн могла закрепиться именно в этих регионах, а затем, после русификации написания, потерять немецкое окончание и приобрести привычное русскому уху звучание. Таким образом, предки носителя фамилии Кильвейн с высокой вероятностью были выходцами из немецких земель, связанными с виноделием или виноторговлей.