Фамилия Чепелькин образована по одной из самых распространённых в русской ономастике моделей: от прозвища или нецерковного имени с помощью суффикса -ин. Суффикс -ин, в отличие от -ов/-ев, присоединялся к основам, оканчивающимся на -а/-я, и указывал на принадлежность: «чей?» — «Чепелькин» значит «сын Чепельки» или «человек из рода Чепельки».

В основе лежит слово «чепель» или «чепелка». В народных говорах, особенно южнорусских и украинских, «чепель» — это деревянная ручка, черенок (например, у лопаты, косы или вил). В переносном смысле так могли прозвать долговязого, худого человека — «длинный, как палка». Есть и другая, кулинарная версия: в некоторых регионах «чепелём» называли плетёный хлебец, лепёшку. Тогда прозвище могло закрепиться за пекарем или любителем такой выпечки.

Фамилия не относится к числу древних аристократических — она крестьянская или посадская. Скорее всего, Чепелькины — это потомки ремесленников (изготовителей черенков для инструментов) либо людей, получивших прозвище по внешности. Сравните с однокоренными фамилиями Чепелев, Чепелин — все они идут от того же корня, но с разными суффиксами.

Встречается фамилия преимущественно в центральных и южных областях России, а также на Украине. В документах XVIII–XIX веков Чепелькины фиксировались среди однодворцев и государственных крестьян. Написание устойчивое, без вариантов — Чепелькин, с мягким знаком перед -к-, что указывает на исходную форму прозвища «Чепелька».