Фамилия Лилиенталь ведет свое начало от аналогичного прозвища, в основе которого, вероятно, лежит топоним Лилиенталь. Такое название носят несколько населенных пунктов в Германии (например, в Шлезвиг-Гольштейне и Нижней Саксонии). Возможно, предок обладателя фамилии Лилиенталь был уроженцем одного из этих селений. Само название Лилиенталь образовано от немецких слов liljen - «лилиевый» и Tal – «долина». Соответственно, топоним Лилиенталь означает «долина лилий». По другой версии, фамилия Лилиенталь имеет еврейское происхождение и относится к числу декоративных еврейских фамилий (в этом случае она имеет значение «долина лилий»). Данный тип фамилий возник в XVIII-XIX веках в связи с изданием указов об обязательном присвоении фамилий евреям, проживавшим на территории Германской, Австрийской и Российской империй.