Фамилия Филочкин образована от имени Филочка — так в народе ласково называли Филиппа. Церковное имя Филипп пришло из греческого языка и переводится как «любитель лошадей»: от слов «филео» (любить) и «гиппос» (конь). Уменьшительная форма Филочка возникла естественным образом: русская традиция охотно сокращала и перекраивала длинные церковные имена, а суффикс -очк- придавал имени домашний, теплый оттенок. По этой модели появились и другие фамилии — Филонов, Филатов, Филин, — но Филочкин выделяется именно редким суффиксом: он указывает на конкретную уменьшительную форму, а не на полное имя.

Существует и вторая версия, менее правдоподобная. Она связывает фамилию с нарицательным «филя» — так в некоторых областях России называли простака, разиню или простофилю. Если следовать этой гипотезе, прозвище Филочка могло закрепиться за человеком рассеянным или наивным, а уже от него перейти к потомкам. Но против такого толкования говорит простое соображение: имя Филипп было распространено повсеместно, и естественнее объяснить фамилию от него, чем искать редкое прозвище с отрицательным оттенком. К тому же уменьшительная форма Филочка от Филиппа встречается в старых документах, тогда как прозвищная версия не подкреплена письменными источниками.

Фамилия Филочкин принадлежит к типу «сыновьих» фамилий: суффикс -ин указывает на принадлежность, то есть «чей-то сын» или «чей-то потомок». Такой способ образования был особенно распространен в северных и центральных русских землях, где от уменьшительных имен охотно делали фамилии. В итоге фамилия Филочкин означает «сын Филочки», и предок носителя этой фамилии, скорее всего, был человеком, которого в округе знали именно под этим именем — возможно, Филиппом, а возможно, и Филёй, если верна вторая версия.

Встречается фамилия нечасто, что неудивительно: уменьшительная форма Филочка не получила такой широкой популярности, как, скажем, Филя или Филька. В письменных источниках фамилия фиксируется с XIX века, когда крестьяне и мещане массово получали фамилии по именам и прозвищам предков. Точных данных о географии распространения нет, но по модели образования можно предположить, что корни фамилии лежат в центральной России или Поволжье.