Фамилия Тилькиева — женская форма мужской фамилии Тилькиев. В основе лежит прозвище или некалендарное имя Тилький. Оно, скорее всего, восходит к тюркскому корню «тиль» — «язык». В переносном смысле так могли назвать болтливого человека, говорливого или, наоборот, того, кто умел хранить тайны (владел языком). В тюркских языках слово «тиль» также означает «язык» как орган, поэтому прозвище могло относиться к человеку с длинным или острым языком — острослову.

Модель образования — типичная для южнорусских и украинских земель, где фамилии на -ий/-ый и -ев встречаются часто. Суффикс -ев указывает на принадлежность: «сын Тилькия». Форма Тилькиева — притяжательное прилагательное в женском роде, буквально «жена или дочь Тилькия».

Встречается фамилия в основном в Поволжье и на Южном Урале, где исторически сильны тюркские (татарские, башкирские) влияния. Это не случайно: основа «тиль» характерна для татарского, башкирского и казахского языков. В русских говорах подобные фамилии часто адаптировались, теряя тюркскую огласовку.

Есть и другая, менее вероятная версия: от греческого имени Тилький (редкая форма имени Тиль). Но для русской фамилии эта гипотеза слаба — нет ни географической, ни исторической подложки под массовое бытование такого имени. Тюркское происхождение надежнее.

Социально фамилия не аристократическая: носители, скорее всего, происходили из крестьян или мещан, получивших фамилию по прозвищу предка. В дореволюционных метриках фамилия встречается редко, что говорит о её локальном характере.