Фамилия Коростиленко образована от прозвища или нецерковного имени Коростиль. В основе лежит название птицы коростеля. Это небольшая светло-рыжая птица размером с перепелку, которая обитает на сырых лугах, поросших кустарником, и лесных вырубках.

В народной традиции имя Коростиль давали ребёнку с пожеланием, чтобы природа воспринимала его как своего. Считалось, что так к человеку переходят полезные качества, которыми наделена эта птица. Альтернативная версия — прозвище Коростиль мог получить человек со скрипучим голосом, напоминающим крик коростеля.

Суффикс -енко прямо указывает на украинское происхождение фамилии. В ономастике этот формант считается типичным для фамилий, сформировавшихся на территории Украины. В русских землях чаще встречается вариант Коростелев, который фиксируют исторические документы. Например, у Веселовского записаны: Коростелев Третьяк Леонтьевич (1568 год, Ярославль), а также Панкрат и Лева Коростелевы Епихины (1579 год, Ряжск).

Таким образом, фамилия Коростиленко — это украинский вариант, соответствующий русской фамилии Коростелев. Предок носителя фамилии, скорее всего, жил на территории современной Украины и получил прозвище по птице, либо из-за внешнего сходства, либо из-за особенностей голоса.