Фамилия Цидиленко образована по распространённой в украинской и южнорусской среде модели с суффиксом -енко, который в XVI–XVIII веках означал «сын» или «потомок». Такие фамилии обычно закреплялись за детьми по имени или прозвищу отца. В основе фамилии лежит прозвище Цидило или Цидила — от глагола «цидить», то есть «цедить, процеживать». В говорах слово «цидило» могло обозначать сито, решето, а также медленный, тягучий процесс. Человек с таким прозвищем мог быть либо медлительным, либо заниматься ремеслом, связанным с процеживанием — например, сыроварением, медоварением или пивоварением.

Есть и другая, более редкая версия: связь с диалектным «цидити» в значении «беречь, копить». В таком случае прозвище могло закрепиться за бережливым хозяином. Обе версии одинаково правдоподобны, так как в основе лежит одно и то же слово, но в разных бытовых смыслах.

Суффикс -енко чётко указывает на территорию происхождения: фамилия типична для Левобережной Украины, особенно для Полтавской, Черниговской и Киевской губерний. В XIX веке носители Цидиленко были преимущественно казацкого или крестьянского сословия — фамилии на -енко редко встречались у дворян. В современных списках фамилия остаётся редкой, встречается в основном в Украине и среди потомков переселенцев на Кубани и в Ставрополье.

Однокоренные фамилии — Цидиль, Цидилин, Цидилка — встречаются реже и могут быть как украинскими, так и белорусскими. Вариант Цидиленко — самый распространённый в этой группе, что говорит о его ранней фиксации в письменных источниках.