Фамилия Килярова образована от мужского имени или прозвища Киляр. Это редкий случай, когда основа неочевидна, и её приходится восстанавливать через суффиксальный анализ. Суффикс -ов (в женском роде -а) указывает на типичную русскую патронимическую модель — «чей?» — «сын Киляра». Значит, в основе лежит личное именование Киляр.

Самый вероятный источник — тюркские языки, где слово «киляр» или близкие к нему формы могли означать «входящий», «приходящий», а в переносном смысле — «пришелец», «чужеземец». В русских говорах, особенно в Поволжье и Приуралье, где исторически были сильны тюркские влияния, такие прозвища давали человеку, который пришёл со стороны, не был коренным жителем. Менее вероятная, но допустимая версия — связь с диалектным глаголом «килять» (ковылять, хромать). Тогда Киляром могли прозвать хромого или человека с неловкой походкой. Однако тюркская гипотеза выглядит убедительнее: в русских фамилиях тюркские корни встречаются часто, а прозвища по признаку «чужой» были распространены в среде переселенцев.

Фамилия Килярова — относительно редкая. Её география тяготеет к регионам, где проходили границы расселения русских и тюркских народов: Оренбургская область, Башкортостан, Татарстан, а также юг Урала. Это косвенно подтверждает версию о тюркском происхождении основы. По сословной принадлежности предки Киляровых, скорее всего, были крестьянами или казаками — именно в этих средах чаще всего давали прозвища, отражавшие происхождение или внешность человека.

В отличие от фамилий на -ин (от основ на -а/-я), модель на -ов здесь стандартна: Киляр — Киляров. Ударение падает на второй слог: Киля́рова. Встречается вариант написания с одной «л» — Киярова, но это, вероятно, результат упрощения при записи или диалектного произношения. Путаница с фамилией Кириллова исключена: корни разные, и суффиксальная структура не совпадает.