Фамилия Лиленкова — женская форма от Лиленков, и её разумнее всего рассматривать в мужском варианте, чтобы понять корень. В основе фамилии лежит прозвище или нецерковное имя Лиленко. Суффикс -енк- в русских и украинских фамилиях чаще всего указывает на уменьшительную форму: Лиленко — это «маленький Лиля» или «сын Лили». В украинской ономастике фамилии на -енко (Лиленко) типичны для центральных и левобережных регионов Украины, а затем, при русификации, к ним могли добавить стандартный русский суффикс принадлежности -ов, получив Лиленков. Таким образом, Лиленкова — это дочь или жена Лиленкова.

Корень Лил- вызывает вопросы. В русском языке нет распространённого имени Лиля, кроме как сокращение от Лилия. Но в народной традиции прозвища часто давали по внешности или поведению. Возможных версий две. Первая: прозвище Лиля могли дать человеку с мягким, «цветочным» характером или, наоборот, иронично — крупному мужчине. Вторая, более правдоподобная, связана с глаголом лить или существительным лило (в некоторых говорах — «разлив», «половодье»). Лиленко мог быть сыном литейщика (лил металл) или человека, жившего у разлива реки. В этом случае фамилия восходит к профессиональному прозвищу, что типично для восточнославянских фамилий.

С географической точки зрения фамилия Лиленковы встречается в основном в центральной России и на юге, в областях, граничащих с Украиной (Белгородская, Курская, Воронежская). Это подтверждает украинский след суффикса -енк-. В дореволюционных переписях носители фамилии относились к крестьянскому или мещанскому сословию, без дворянских корней. Интересно, что фамилия Лиленков — редкая, не входит в топ-5000 русских фамилий, и её носители, скорее всего, происходят из одного небольшого рода, разошедшегося по разным губерниям.

В написании фамилии возможна путаница: иногда встречается вариант Лилинкова (с двумя «и»), но это другая фамилия, образованная от имени Лилия напрямую. Лиленкова с одним «и» — более архаичная форма, где корень мог звучать как лил- без удвоения. В современном русском языке ударение падает на второй слог: Лиле́нкова.