Фамилия Вильдиманова — редкий случай, когда её происхождение почти не вызывает споров у этимологов, но при этом остаётся неочевидным для носителя. Основа здесь не русская, а тюркская, и фамилию эту стоит рассматривать в паре с мужской формой Вильдиманов.

Корень «Вильдиман» — это русифицированная запись тюркского имени Вильдан (варианты: Вильдан, Вельдан). В татарском и башкирском именослове Вильдан означает «рождённый для дружбы» или «близкий друг» (от арабского «вильд» — дитя, отпрыск, с добавлением аффикса принадлежности). Имя было распространено в среде волго-уральских татар и башкир. Со временем к нему добавился русский патронимический суффикс -ов, что дало фамилию Вильдиманов. Женская форма Вильдиманова образовалась стандартно — заменой окончания на -а.

Интересна деталь: в исходном тюркском имени нет слога «ман». Он появился при адаптации к русской фонетике — имя Вильдан произносили как «Вильдáн», а при добавлении фамильного суффикса звук «н» перед «ов» дал привычное уху «Вильдиманов». То есть «Вильдиман» — не самостоятельное имя, а промежуточная разговорная форма, закрепившаяся в документах.

Географически фамилия тяготеет к Татарстану, Башкортостану, Оренбургской и Челябинской областям — регионам, где веками жили тюркские народы в тесном контакте с русским населением. Носители фамилии могли быть как крестьянами, так и купцами или служилыми людьми из татарских мурз — сословная принадлежность здесь не определяется однозначно, но сама основа указывает на исламскую культурную среду.

Встречаются редкие варианты написания — Вильдеманова, Вильдиманов. Но нормативным считается именно форма с буквой «и» в первом слоге и «а» во втором, так как она точнее передаёт звучание исходного имени.