Фамилия Кылыба — одна из тех, что сразу выдают своё тюркское происхождение. Она не вписывается в стандартные русские модели на -ов, -ин или -ский, что для восточных фамилий, попавших в русскую среду, совершенно нормально. В основе лежит тюркское слово «кылыч» — «меч», «сабля». В казахском, киргизском, татарском и других языках эта основа широко распространена, но чаще всего в виде прозвища или имени, а не фамилии в современном понимании.

Корень «кыл-» (от «кылыш»/«кылыч») в сочетании с аффиксом «-ба» — это характерная для тюркских языков модель образования личных имён и прозвищ. Аффикс «-ба» может указывать на обладание или принадлежность, то есть Кылыба — это буквально «имеющий меч», «меченосец». В древности такое прозвище давали воину, отличавшемуся в бою, или же человеку, который изготавливал или носил оружие. Второй, менее вероятный вариант — связь с тюркским «кыл» («волос», «струна»), но тогда форма звучала бы иначе — например, Кылбай.

В русском языке фамилия Кылыба закрепилась, скорее всего, в процессе русификации тюркских фамилий в XIX–XX веках, когда окончание на -а стало восприниматься как типичное для русского женского или мужского рода в именительном падеже. Встречается она преимущественно в регионах с сильным тюркским влиянием — в Казахстане, Киргизии, Башкортостане, Татарстане, а также среди потомков переселенцев в Сибири и на Урале. В списках казачьих войск, например, можно найти однокоренные фамилии вроде Кылычев или Кылычов, но Кылыба — более редкая, архаичная форма, сохранившая исходную структуру без русского суффикса.

Если сравнивать с другими тюркскими фамилиями, то Кылыба стоит в одном ряду с такими, как Токба (от «ток» — сытый, «ба» — богатство) или Жылба (от «жыл» — год). Но в отличие от них, основа «кылыч» несёт воинственный, героический оттенок. В ономастических трудах В. А. Никонова и А. В. Суперанской эта фамилия не упоминается в качестве типового примера, что подтверждает её редкость — она не вошла в массовые словари, а бытует в устной традиции и местных записях.

В наши дни Кылыба — это не просто фамилия, а маркер рода, который, вероятно, вёл происхождение от человека с прозвищем «меч»: дружинника, кузнеца-оружейника или просто смельчака. В документах советского времени её могли записать по слуху, поэтому возможны варианты вроде Кылыбай, Кылыпов или даже Кылыб, но основная форма закрепилась именно с окончанием на -а.