Основой фамилии Шилеев послужило мирское имя Шилей. Мирское имя Шилей, вероятно, восходит к чувашскому нарицательному «шăл» - «зуб» или «долька луковицы». Менее вероятна связь фамилии Шилеев с киргизским прозвищем Шилөөкер – тот, кто охраняет ворота или живёт близ ворот. Таким образом, потомок человека, обладающего именем Шилей, со временем получил фамилию Шилеев.