Фамилия Кириленок образована от крестильного имени Кирилл. Но интересна она не столько основой, сколько суффиксом. В русской ономастике чаще встречаются фамилии на -енко (украинские) или -ёнок (белорусские и северо-западные русские). Форма Кириленок с суффиксом -енок (без ё) указывает на регион бытования — скорее всего, это юго-западные земли бывшего Русского государства, где мягкое произношение «енок» закрепилось в письменности. Сравните: Кириленко — украинский вариант, Кирилёнок — белорусский, а Кириленок занимает промежуточное положение, встречаясь в Смоленской, Брянской и прилегающих областях.

Суффикс -енок в фамилиях обычно обозначал «сына» или «младшего» (как в донских казачьих фамилиях). Кириленок — буквально «маленький Кирилл» или «сын Кирилла». В отличие от фамилий на -ов, которые часто давались по отцу взрослому человеку, форма на -енок могла закрепиться за молодым парнем или младшим в роду, а позже стать родовой.

Основа «Кирил-» восходит к греческому имени Кирилл, означающему «господин» или «владыка». Имя было популярно среди духовенства и крестьян, поэтому фамилия распространена, но не частотна. Встречаются варианты написания через «ё» (Кирилёнок), но в документах XIX века чаще фиксировали именно «Кириленок» — без умлаута, на письме это упрощало фамилию.

О сословной принадлежности предков сказать сложно: фамилии на -енок/-ёнок встречались и у крестьян, и у мещан, и у казаков. Но если опираться на географию, то носители фамилии Кириленок исторически тяготеют к западу России и востоку Беларуси — зоне смешения украинского и белорусского влияния.