Фамилия Махилькова — редкий случай, когда женская форма стала основной в словарях, а мужской вариант (Махильков) встречается реже. Это говорит о том, что фамилия могла закрепиться через вдову или мать-одиночку, либо просто оказалась записана в документах по женской линии. Но корень у неё один, и он неочевиден.

Основа «Махильк-» скорее всего восходит к личному имени или прозвищу Махиль. В русской ономастике это может быть диалектная форма крестильного имени Мануил (от древнееврейского «с нами Бог») или уменьшительное от Матвей (через Махвей → Махиль). Вторая версия — прозвище от глагола «махать»: Махилой могли назвать суетливого, размашистого в движениях человека, либо того, кто подавал знаки рукой. Но суффикс «-иль» чаще встречается в именных, а не прозвищных формах, поэтому первая гипотеза надёжнее.

Суффикс «-к-» в центре фамилии — уменьшительный, он превращает имя Махил в Махилька (ласкательное). А конечное «-ов» — стандартный патронимический суффикс, указывающий на принадлежность: «сын Махильки» или «из семьи Махильки». Получается цепочка: Махил → Махилька → Махильков.

Географически фамилия крайне редкая. В современных базах она встречается единично, преимущественно в центральных и южных областях России. В XIX веке носители могли быть крестьянами или мещанами, но точных сословных данных нет — фамилия не попала в массовые ревизские сказки из-за малочисленности. Интересно, что однокоренные варианты (Махиль, Махилько) встречаются на Украине и в Белоруссии, что указывает на возможное западнорусское происхождение основы. В целом, фамилия Махилькова — это след забытого имени или прозвища, сохранившийся в единственном роду.