Фамилия Кобылько образована от прозвища, в основе которого — нарицательное «кобыла». Вопреки бытовому впечатлению, такое прозвище далеко не всегда носило уничижительный оттенок. Скорее всего, Кобылько относилось к так называемым «профессиональным» именованиям: предок мог ухаживать за лошадьми, заниматься их разведением или извозом. В старину слово «кобыла» означало не только самку лошади, но и конскую упряжь, а также использовалось в переносном смысле — так могли назвать высокого, сильного или работящего человека.

Суффикс -ко типичен для украинской и белорусской ономастики. В этих регионах фамилии на -ко образуются от прозвищ и личных имён, придавая основе уменьшительный или фамильярный оттенок. Таким образом, Кобылько — это буквально «тот, кто имеет отношение к кобыле» или «сын Кобылы». География фамилии подтверждает её южнорусское и украинское происхождение: архивные документы фиксируют носительниц фамилии в Днепропетровской области. Например, в Криничанском районе родились Евдокия Александровна Кобылько (1915 год, село Каменчаны), Евдокия Ивановна Кобылько (1907 год, село Тепловка) и Феодория Васильевна Кобылько (деревня Кринички).

Прозвище Кобыла и его производные — одни из древнейших в русской истории. В труде С. Б. Веселовского «Ономастикон» упоминается боярин московских князей Андрей Иванович Кобыла, от которого, по преданию, вели свой род Романовы. Известны также помещики Сухово-Кобылины, Василий Федорович Кобылка Ржевский, новгородские бояре Кобылкины и помещик Кобыльский Степан Замятнин. Фамилия Кобылько стоит в этом же ряду, но отличается типично украинским оформлением. В отличие от великорусских форм на -ов, -ин или -ский, суффикс -ко указывает на более тесную связь с западнорусскими землями и говорит о том, что предок носителя фамилии жил на территории современной Украины или Беларуси.