Фамилия Жилкибаевы — яркий пример тюркского ономастикона, закрепившегося на русской почве. Её основа восходит к личному имени Жилкибай, которое состоит из двух частей: «жилки» (от казахского «жілкі» — «нерв», «жила», в переносном смысле — «выносливый», «крепкий») и «бай» (в переводе с тюркского — «господин», «богач», «хозяин»). Таким образом, имя-прозвище означало «крепкий, выносливый хозяин» или «богатырь с железными нервами». Окончание -ев — типичный русский фамильный суффикс, который прибавили к основе при адаптации фамилии в русскоязычной среде. В отличие от многих русских фамилий, образованных от крестильных имён или прозвищ, здесь мы видим прямой перенос тюркского именования с сохранением его смыслового ядра.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически проживают казахи и другие тюркские народы, в первую очередь — к Западному Казахстану, Астраханской, Оренбургской и Челябинской областям. В этих местах фамилия встречается чаще, чем в центральной России. Сословно носители фамилии не принадлежали к дворянству: это были кочевники-скотоводы, позже — крестьяне или казаки, которые получали фамилию по имени отца (патроним). Интересно, что в документах XIX века можно встретить варианты написания — Жилкибаев, Жилкибай (без суффикса), что подтверждает позднюю русификацию окончания. Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Жилкин, Жилков (от русского слова «жила»), — то Жилкибаев стоит особняком: в нём нет славянского корня, а тюркский элемент «бай» сразу указывает на восточное происхождение.

Спорных версий у этой фамилии немного. Иногда её пытаются связать с русским «жилка» (уменьшительное от «жила»), но это маловероятно: суффикс -бай для русских фамилий нехарактерен, а для тюркских — типичен. Более правдоподобно видеть здесь составное имя, где первая часть могла быть искажена при записи: например, от «жіл» (год) или «жылқы» (лошадь), но это уже догадки без твёрдой опоры на словари. В любом случае, для современного носителя фамилия остаётся связью с кочевым прошлым и говорит о том, что предки ценили силу духа и выносливость.