Фамилия Бутыкина — женская форма фамилии Бутыкин. В основе лежит прозвище или нецерковное имя Бутыка. Если смотреть на словообразовательную модель, то перед нами типичная «семейная» фамилия, образованная с помощью патронимического суффикса -ин, который в русском языке указывал на принадлежность: «чей?» — «Бутыкин сын», то есть сын Бутыки. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще крепились к основам на согласный или -о/-е, суффикс -ин характерен для основ на -а/-я. В мужском варианте она звучит как Бутыкин.

Корень «бутык-» в русских говорах имеет несколько значений. Самое прямое — «бутылка», но в диалектах слово «бутыка» или «бутык» могло означать не только сосуд. В ряде областей (особенно на юге и западе России) «бутыкать» — стучать, колотить, а «бутыка» — задира, драчун, человек, который «бутыкается» (лезет в драку). Есть и более прозаическая версия: в псковских и тверских говорах «бутыкой» называли толстого, неповоротливого человека. Таким образом, первый носитель прозвища Бутыка мог быть либо драчуном, либо плотным увальнем — в зависимости от местности.

Менее вероятна, но не исключена связь с тюркскими корнями. В татарском языке «бутык» — «тупик, затор», а в некоторых диалектах — «узел, связка». Если фамилия бытовала в регионах с татарским влиянием (например, в Поволжье), это могло дать другое прочтение: прозвище для человека упрямого или того, кто «застрял» на одном месте. Однако для центральных русских областей славянская версия с «бутыкой»-драчуном выглядит естественнее.

Фамилия Бутыкина не относится к числу аристократических. По данным исторических переписей, Бутыкины чаще всего встречались в крестьянской и мещанской среде, особенно в Вологодской, Костромской и Вятской губерниях. В этих краях слово «бутыка» было в ходу именно в значении «забияка» или «нескладный человек». Встречается фамилия и на Урале, куда переселенцы принесли её из северных уездов.

В написании фамилии есть особенность: в старых документах её могли записать как Бутыкина или Бутыкина, а в некоторых говорах — через «о» (Бутыкин). Но современная орфография закрепила вариант с буквой «ы» в корне. Женская форма Бутыкина склоняется как обычное прилагательное, но в быту её часто не склоняют, что ошибочно с точки зрения нормы: «нет Бутыкиной», «дать Бутыкиной».