Фамилия Батылина образована от мужского имени Батыла, которое в свою очередь восходит к тюркскому слову «батыр» — богатырь, храбрец. В русских говорах это слово закрепилось в форме «батыла» или «батыр», а уменьшительно-ласкательный суффикс -а- (Батыла) указывает на прозвище или домашнее имя, которое давали в семье. Таким образом, первый носитель фамилии мог получить прозвище Батыла за силу, удаль или воинскую доблесть, и со временем это прозвище перешло к потомкам.

Суффикс -ин в фамилии — типичный для русских фамилий, образованных от основ на -а или -я. Он указывает на принадлежность: «чей сын?» — Батылин, то есть сын или потомок Батылы. Такая модель особенно распространена в северных и центральных областях России, где фамилии на -ин встречаются чаще, чем на юге.

Стоит отметить, что фамилия Батылина не имеет отношения к монгольскому хану Батыю, хотя созвучие может ввести в заблуждение. Основа здесь — именно «батыр», а не имя завоевателя. Встречаются и однокоренные фамилии: Батырев, Батыршин, Батыргареев — все они восходят к тому же тюркскому корню, но различаются по способу образования и региону бытования.

Географически фамилия Батылина чаще фиксируется в Поволжье и на Урале, где исторически были сильны тюркские языковые влияния, а также в русских селах, граничащих с татарскими и башкирскими землями. Встречается она и среди старообрядческих семей, что говорит о возможном переселении носителей в XVII–XVIII веках.

Социальный контекст: в крестьянской среде прозвище Батыла могло закрепиться за человеком, который выделялся физической силой или служил в ополчении. В более позднее время, когда фамилии стали обязательными для всех сословий, потомки этого человека записались как Батылины, сохранив память о предке-богатыре.