Название Килбурна, впервые упоминающегося как Кунебурна в 1121, происходит от названия реки, начинавшейся в Хэмпстеде и протекавшей по всему Западному Лондону и впадающей в Темзу возле моста Челси. Сейчас существуют только части этого потока, в разных местностях они называются по-разному. Место, где когда-то река поворачивала на Килбурн Хай Роуд в 1502 было известно как Килбурн. Название происходит от староанглийского cyne-burna, королевская или коровья река. Хотя есть предположение, что название происходит от имени Cylla (человека, когда-то жившего здесь), первый вариант кажется более вероятным.

Станция открылась 24 ноября 1879 как Килбурн и Брондесбери, была переименована в Килбурн 25 сентября 1950.