Фамилия Ахмилин — редкий случай, когда тюркское имя легло в основу русской фамилии не через стандартное «-ов», а через суффикс «-ин», который в русской ономастике обычно указывает на принадлежность: «чей?» — «Ахмилин», то есть потомок Ахмила. Сама основа «Ахмил» — это фонетически изменённая форма арабского имени Ахмад («достохвальный», один из эпитетов пророка Мухаммеда). Такая замена конечного «д» на «л» характерна для некоторых диалектов татарского и башкирского языков, где под влиянием местного произношения звук смягчался или переходил в «л».

География фамилии подтверждает её происхождение: Ахмилины встречаются в Поволжье — в Татарстане, Башкирии, Самарской и Оренбургской областях. Именно в этих краях в XVI–XIX веках шла активная ассимиляция тюркского населения. Крещёные татарские мурзы нередко получали фамилии на «-ин» от своих родовых имён, и Ахмилин могла возникнуть именно так. Но возможен и другой путь: прозвище Ахмил могли дать русскому крестьянину, который торговал с восточными купцами или жил по соседству с татарами — прозвища часто заимствовали имена соседей.

Варианты написания — Ахмелин, Ахмилов — встречаются, но форма с «и» и суффиксом «-ин» наиболее устойчива. В отличие от более распространённой фамилии Ахметов, Ахмилин — локальная и редкая ветвь того же корня. Социальный состав носителей в XIX веке был пёстрым: в ревизских сказках Ахмилины записаны и как государственные крестьяне, и как мещане, и как однодворцы. Фамилия не закрепилась за одним сословием, а возникала независимо в разных семьях, объединённых только общим именем предка.

Споров о происхождении почти нет: тюркская основа очевидна. Единственная альтернативная гипотеза — связь с диалектным словом «ахмил» в значении «неуклюжий, неповоротливый человек» — филологически слаба: такого слова нет ни в одном из известных словарей русских говоров. Поэтому версия с именем Ахмад/Ахмил остаётся основной.