Фамилия Калатилихин — яркий пример «северного» типа русских фамилий, образованных с помощью суффикса -их- (в родительном падеже множественного числа) и дополнительного патронимического суффикса -ин. Такая модель характерна для архангельских, вологодских и вятских земель: она указывала на принадлежность к роду (чей? — Калатилихин, то есть из семьи Калатилихи). В отличие от «великорусских» фамилий на -ов/-ев, которые закрепились в центральных регионах, -их/-ин сохранили локальный колорит и часто встречаются в старообрядческой среде.

Основа фамилии — прозвище Калатилиха. В его корне лежит глагол «калатить» (или «колотить») — в северных говорах это слово означало «стучать, бить, колотить», а также «болтать, трепать языком» или «делать что-то с шумом и суетой». В ономастике есть параллели: фамилии Колотилов, Колотилин, Калатилов. Прозвище Калатилиха могло закрепиться за женщиной — бойкой, шумной, возможно, склонной к ссорам или, наоборот, за работящей, постоянно занятой домашней работой (например, колотящей бельё вальком на реке). Суффикс -их- в прозвищах часто оформлял женские характеристики, от которых потом образовывалась фамилия по отцу (или мужу): «сын Калатилихи».

Спорных версий немного. Иногда корень связывают с диалектным «калат» — мешок, что маловероятно, так как слово «калатилиха» не встречается в значении «торговка мешками». Правдоподобнее связь с глаголом «колотить», который в архангельских говорах имел и переносное значение — «пустословить, молоть вздор». Таким образом, прозвище могло достаться болтливой, неугомонной женщине.

Фамилия редкая, её география — преимущественно северные регионы России, особенно бывшая Вологодская губерния. Встречается единично и в Сибири, куда переселенцы XVII–XVIII веков уносили с собой родовые прозвища. Известных носителей в истории не зафиксировано — это фамилия крестьянского, посадского происхождения, не попавшая в дворянские родословные книги. Её уникальность в том, что она сохранила редкую словообразовательную цепочку: от женского прозвища на -их- через патроним на -ин к современной форме.