Фамилия Шилибекова — тюркская по происхождению, женская форма мужской фамилии Шилибеков. Её основа — составное имя или прозвище Шилибек, где первая часть «шили» восходит к тюркскому корню со значением «острый», «колющий» (ср. казахское «ши» — острие, шип, а также название степного ковыля). Вторая часть «бек» — распространённый тюркский титул, означающий «господин», «князь», «вождь». Таким образом, имя Шилибек могло означать «острый (проницательный) господин» или «властелин, подобный острию» — метафора решительности и лидерства.

Словообразовательная модель типична для многих тюркских народов: к имени-прозвищу добавлялся русский патронимический суффикс -ов/-ев, указывающий на принадлежность («чей сын?» — Шилибеков). Окончание -а в женской форме — чисто грамматическое, для согласования с полом носительницы.

Географически фамилия Шилибекова наиболее вероятно связана с регионами расселения казахов, киргизов или ногайцев — в этих языках сочетание «шили» встречается в топонимах и личных именах. В русском контексте фамилия могла закрепиться у потомков выходцев из Средней Азии или Приуралья, которые перешли на русскую фамильную форму в XIX–XX веках.

Стоит отметить, что первая часть «шили» не имеет отношения к русскому глаголу «шить» — это ложное сближение. В тюркских языках корень «ши» (острый, колючий) самостоятелен и не связан с шитьём. Встречающаяся в интернете версия о происхождении от прозвища «шило» маловероятна: фамилии от русских прозвищ (Шилов, Шилин) обычно имеют суффиксы -ов или -ин, а не -беков, что указывает на тюркский компонент.

Сословно фамилия не даёт точных указаний: «бек» в составе имени мог быть как у аристократических родов, так и у рядовых кочевников, чьи предки носили почётное прозвище. В архивных записях фамилия встречается редко, что говорит о её локальном бытовании — скорее всего, в пределах одной родовой группы или аула.