Фамилия Тильненко образована от прозвища Тильна по модели, характерной для украинских фамилий: суффикс -енко исторически означал «сын» или «потомок». Таким образом, Тильненко буквально понималось как «сын Тильна». Прозвище Тильна, в свою очередь, восходит к украинскому слову «тильна» — «тыльный», то есть «находящийся сзади», «находящийся в дозоре».

Смысл прозвища допускает две версии, и обе правдоподобны. Первая связывает носителя с военной службой: «тильный» — тот, кто стоит в дозоре, прикрывает основную часть войска со стороны тыла. Такое прозвище могли дать человеку, который нёс сторожевую службу или отличался осторожностью. Вторая версия — бытовая, географическая: Тильной могли прозвать жителя крайнего дома, стоявшего позади остальных построек. В небольших сёлах, где каждый знал друг друга в лицо, подобные приметы легко закреплялись за человеком и переходили в прозвище.

Позже прозвище Тильна, изначально присоединённое к наследственному имени, полностью заменило его как в повседневной жизни, так и в официальных документах. Это типичная история для украинских фамилий XVII–XVIII веков, когда прозвища вытесняли старые родовые имена и становились основой для новых семейных наименований.

Интересно, что фамилия Тильненко не имеет очевидных однокоренных аналогов в русской ономастике — в отличие от, скажем, фамилий от имён или профессий. Это делает её локальной и довольно редкой: она почти не встречается за пределами украинских и южнорусских областей. Если искать параллели, ближе всего стоят фамилии вроде Тыльный или Тыльченко, но они тоже немногочисленны.

Стоит оговориться: в украинских говорах слово «тильна» не было распространённым нарицательным, и в письменных источниках оно фиксируется редко. Поэтому не исключено, что в основе прозвища мог лежать и местный диалектный вариант, связанный с положением дома или человека «позади». Но обе гипотезы сходятся в одном: прозвище описывало пространственное положение, а не характер или ремесло.

Известных исторических носителей фамилии Тильненко в доступных источниках не прослеживается, что тоже говорит в пользу её локального происхождения. Для потомков это скорее плюс: фамилия сохранила прямую связь с конкретным предком, которого когда-то выделили по месту в строю или в деревне.