Фамилия Карпилина — женская форма, а её мужской вариант — Карпилин. В основе лежит прозвище или нецерковное имя Карпила, а оно, в свою очередь, восходит к слову «карп» — названию рыбы. Такие «рыбные» прозвища на Руси давали не только рыбакам: имя Карп, а также его уменьшительные формы (Карпик, Карпуха, Карпила) могли дать ребёнку по народной традиции, чтобы он рос здоровым, быстрым и скользким, как рыба, уходя от бед. Суффикс -ин указывает на принадлежность: «Карпилин» означало «сын Карпилы» или «из семьи Карпилы».

Интересна словообразовательная модель. Если бы фамилия была образована напрямую от церковного имени Карп (через форму Карпов), она выглядела бы как Карпов. Форма Карпилин говорит о том, что в ходу было именно обиходное, просторечное имя Карпила. Это имя фиксируется в исторических документах: например, в переписных книгах XVI–XVII веков встречаются крестьяне и посадские люди с таким именем. Фамилия Карпилин (и Карпилина) распространена в центральных областях России и в Поволжье, что подтверждает её исконно русское происхождение, а не заимствование из других языков.

Вторая, менее вероятная версия связывает фамилию с диалектным словом «карпила» — так в некоторых говорах называли неуклюжего, медлительного человека. Но эта гипотеза слабее, поскольку не имеет широкой лексической поддержки в словарях. Основной и убедительный вариант — происхождение от имени-прозвища, данного по названию рыбы. Таким образом, носительница фамилии Карпилина может считать своим предком человека по имени Карпила, жившего несколько столетий назад.