Фамилия Городилкина — женская форма от Городилкин. Её основа — слово «городилка». В современном русском языке такого слова нет, но в говорах и в исторической лексике оно встречалось. Самый прямой путь к значению — глагол «городить»: ставить забор, огораживать, строить. «Городилка» могла быть прозвищем человека, который занимался строительством изгородей, либо того, кто жил за городьбой, на отшибе. Но есть и другая версия, более конкретная.

В северных и центральных русских говорах «городилкой» называли не просто забор, а особый тип ограды — плетень или частокол вокруг усадьбы. Прозвище Городилка могли дать либо мастеру по таким оградам, либо хозяину крепкого, обнесённого тыном двора. Суффикс -к(а) в прозвище — уменьшительный или пренебрежительный, но в фамилиях он часто теряет этот оттенок и просто указывает на лицо по действию или признаку.

Модель образования типична для русских фамилий: прозвище на -ка (Городилка) → притяжательное прилагательное с суффиксом -ин (Городилкин) → фамилия. Такая схема характерна для фамилий, возникших в среде крестьян и посадских людей, особенно на севере и северо-востоке Руси. Фамилия Городилкин — не дворянская и не книжная, а бытовая, «уличная»: её давали по прозвищу, которое было понятно соседям.

Редкий суффикс -илк- в основе — деталь, которая отличает эту фамилию от более частых Городничев, Городнов, Городецкий. В ономастических словарях форма Городилкин не фиксируется как распространённая, но её однокоренные «родственники» — фамилии Городилов, Городилин, Городин — встречаются в документах XVII–XVIII веков, в основном в Вологодской и Архангельской губерниях. Вероятно, и Городилкины происходят оттуда же.

Спорных версий немного. Иногда пытаются связать основу с «город» (большое поселение), но это натяжка: «городилка» семантически ближе к «городить», а не к «город». Если бы предок был из города, фамилия звучала бы иначе — Городской, Городничий. Так что прозвище Городилка, скорее всего, имело не топонимический, а бытовой, ремесленный смысл.