Фамилия Бучилкина — женская форма, а её мужской вариант Бучилкин. В основе фамилии лежит прозвище или нецерковное имя Бучилка. Слово «бучилка» в русских говорах имело несколько значений, и чтобы понять, от какого именно пошла фамилия, нужно разобраться в контексте.

Самое вероятное объяснение связано с глаголом «бучить» — в старину так называли процесс вымачивания и отбеливания холстов в щелоке или специальном растворе. Бучилкой могли называть либо ёмкость, в которой это делали (кадку, чан), либо самого мастера, занимавшегося этим ремеслом. Предок Бучилкиных мог быть ткачом, красильщиком или просто крестьянином, который обрабатывал лён и коноплю. Такое прозвище давали по занятию, которое было заметным в деревне.

Вторая версия, менее распространённая, но тоже возможная: в некоторых областях «бучилкой» называли шумного, крикливого человека, от того же корня, что и «буча» — ссора, шум, суматоха. Тогда прозвище отражало характер: вспыльчивый, громкоголосый, неуживчивый. В этом случае фамилия образована не от ремесла, а от личной черты.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Бучилкин — сын Бучилки. Такая модель типична для северных и центральных регионов России, где фамилии на -ин образовывались от слов, оканчивающихся на -а или -я. Фамилия недворянская, скорее всего, крестьянская или мещанская, и в дореволюционных переписях её носители встречались в основном в Поволжье и на Урале. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» модель с суффиксом -ин от прозвищ на -лка описывается как характерная для простонародья.

Интересная деталь: однокоренные фамилии — Бучилов, Бучнев, Бученков — могут быть связаны с тем же корнем, но через разные суффиксы. Бучилкина стоит в этом ряду особняком из-за уменьшительно-пренебрежительного суффикса -к-, который мог смягчать прозвище или указывать на молодого подмастерья.