Фамилия Нилобекова — это женская форма фамилии Нилобеков, и её происхождение напрямую связано с мужским именем или прозвищем, лёгшим в основу. Сразу скажем: фамилия редкая, и её разбор требует внимания к деталям, так как в ней сочетаются неочевидные корни.

Словообразовательная модель здесь классическая для русских фамилий: суффикс -ов (в женском роде — -ова) присоединён к основе «Нилобек». Такой суффикс указывает на принадлежность: «чей?» — Нилобеков, то есть сын или потомок человека по имени или прозвищу Нилобек. Сама же основа, скорее всего, сложная, состоящая из двух частей: «Нил» и «бек».

Первая часть — «Нил» — может восходить к греческому имени Нил (в честь реки или святого Нила Постника) либо к тюркскому личному имени Нил (вариант арабского Наиль, означающий «достигающий цели», «дар»). Вторая часть — «бек» — это тюркский титул, означающий «господин», «князь», «правитель». Таким образом, имя Нилобек могло означать «господин Нил» или «бек по имени Нил» — сложносоставное имя, типичное для народов, испытавших влияние ислама и тюркской культуры (например, татар, башкир, народов Кавказа).

Вероятнее всего, фамилия Нилобекова имеет тюркские корни и бытует в среде, где были распространены такие двухосновные имена с компонентом «бек». Это не русская фамилия в исконном смысле, а скорее фамилия, адаптированная русским суффиксом в процессе русификации. Предки носительницы фамилии могли быть людьми уважаемого положения (от слова «бек») или просто носили такое имя в честь предка. Географически фамилия может встречаться в Татарстане, Башкортостане, Дагестане или среди казахских и узбекских родов, хотя точная статистика по ней в открытых источниках отсутствует.

В написании фамилии стоит обратить внимание на отсутствие двойной «н»: встречается вариант «Ниллобекова», но он ошибочен. Правильная форма — с одной «л», так как корень «Нил» в тюркских именах обычно пишется с одним «л».