Фамилия Былин — одна из тех, где за простым звучанием скрывается несколько версий происхождения, и ни одна из них не кажется натянутой. Основа здесь — прозвище Быля, а оно, в свою очередь, восходит к слову «быль». В народной культуре так называли устный рассказ о невероятном случае, который рассказчик выдавал за истинное происшествие. Человек, умевший увлечь слушателей такими историями — сказитель, балагур, — легко мог получить прозвище Быля.

Но есть и другой поворот. «Быль» — это ещё и «то, что было на самом деле». Если прозвище давали по этой черте, оно указывало на честность и правдивость человека. Более того, исследователи не исключают, что Былей могли называть летописца или человека, связанного с записью событий. В этом случае фамилия хранит память о деле, а не о характере.

Существовала и обрядовая традиция: дать ребёнку «защитное» имя-оберег. Имя Быля могли дать младенцу, чтобы уберечь его от смерти, — считалось, что такое имя «привязывает» к жизни, к реальности, к были. С точки зрения словообразования фамилия образована с помощью патронимического суффикса -ин, что характерно для северных и центральных русских говоров: Былин — «чей?» — сын Были.

В «Ономастиконе» С.Б. Веселовского есть запись о князе Матвее Васильевиче Елецком по прозвищу Было, жившем в XVI веке. Это подтверждает, что подобные именования бытовали в среде служилых людей, хотя сама фамилия Былин встречается реже, чем, скажем, Былинкин или Быльев.

Менее вероятная, но не отбрасываемая версия связывает прозвище с диалектным словом «быльё» — трава, стебли. Тогда Былей могли прозвать косаря или того, кто заготавливал сено. Однако эта гипотеза слабее: у неё меньше лексических параллелей в русской антропонимии, и большинство ономастов склоняются к «былинной», сказительской основе.