Фамилия Капильдудкин — редкий случай, когда прозвище или имя-основа почти наверняка не имеет отношения к русской лексике, а образовано от заимствованного слова, прошедшего через народную переработку. В её основе лежит нечто, звучащее как «капильдудка» или «капильдудок», и здесь открывается простор для двух основных версий.

Первая, наиболее вероятная, связывает фамилию с музыкальным инструментом — волынкой. В некоторых южнорусских и украинских говорах волынку называли «дуда» или «дудка». Приставка «капиль-» могла возникнуть от искажённого латинского capella (капелла, певческая капелла) или от польского kapela (музыкальный ансамбль). Таким образом, «капильдудка» — народное, шутливое название волынки или, шире, любого нехитрого народного инструмента, а Капильдудкин — сын человека, который на этой дудке играл, то есть музыканта-дударя. Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Капильдудкин, то есть сын Капильдудки.

Вторая версия, менее убедительная, но имеющая право на существование, — антропонимическая. В русских говорах встречается редкое личное имя или прозвище Капитон, народная форма — Капиль. Если добавить к нему суффикс -дудк- (от «дудка» — худой, длинный человек, или от глагола «дудеть» — ныть, надоедать), то получится сложное прозвище Капильдудка: «Капиль, который дудит» или «Капиль-дударь». Однако такое словообразование искусственно и встречается редко.

Географически фамилия тяготеет к западу и югу России — областям, где было сильно польское и украинское влияние, а волынка была распространена. В центральных и северных губерниях она почти не фиксируется. Фамилия недворянская, скорее всего, крестьянская или мещанская, и возникла не раньше XVII–XVIII веков, когда закрепилась модель образования фамилий на -ин от прозвищ на -а/-я. Однокоренных фамилий немного: Дудкин, Дударев, Капитонов — но Капильдудкин стоит особняком, сохраняя в своей основе образ бродячего музыканта или шутника, который играл на «капильдудке».