Фамилия Кильянкин — редкая, и её разбор требует внимания к суффиксу и возможной основе. Самая вероятная версия: она образована от имени или прозвища Кильянка через притяжательный суффикс -ин. Суффикс -к- в основе указывает на уменьшительную или уничижительную форму: Кильянка — это, скорее всего, неполное имя, производное от крестильного имени Кирилл (через формы Кильян, Киля). В русских говорах имя Кирилл нередко сокращали до Киля, а затем добавляли суффикс -ан/-ян, получая Кильян. Такая модель (основа + -ян + -к-а) типична для просторечных, бытовых имён: например, Степан → Степянка, Иван → Иванка. Соответственно, Кильянкин буквально значит «сын (или потомок) Кильянки».

Вторая версия, менее вероятная, но не исключённая, — связь с тюркскими корнями. В некоторых тюркских языках есть слово «киль» (приходи, иди) или основа «кильян» (пришедший). Однако фамилия имеет типично русский суффиксальный строй (-ин) и нехарактерна для татарских или башкирских фамилий, где чаще встречаются окончания -ов/-ев или -ский. Поэтому тюркская гипотеза — скорее случайное созвучие, чем реальная этимология.

Географически фамилия Кильянкин встречается в Поволжье и центральных областях России, но очень редко. В документах XVII–XVIII веков она не зафиксирована — это говорит о её позднем оформлении, возможно, в среде крестьян или однодворцев, у которых фамилии часто закреплялись в XIX веке на основе уличных прозвищ. Суффикс -ин, а не -ов, указывает, что основа оканчивалась на гласный или мягкий согласный (Кильянка → Кильянкин), что тоже характерно для северных и центральных русских говоров.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Килькин, Киляков, Кириллов — то Кильянкин стоит особняком: в нём двойная уменьшительная форма (сначала -ян, потом -к-а), что делает его «дважды ласкательным». Предок носителя такой фамилии, скорее всего, был простым человеком, которого в деревне звали не полным именем, а домашним, шутливым или уважительным прозвищем — Кильянка.