Фамилия Касюлин — один из вариантов более распространённой фамилии Косюлин, а та, в свою очередь, образована от прозвища Косюля. В основе лежит слово «косуля» — дикая коза, парнокопытное животное семейства оленей. Прозвище Косюля могли дать человеку подвижному, быстрому и сообразительному — по ассоциации с грациозным и осторожным зверем. Не исключено, что так называли и охотника, промышлявшего именно косуль.

Чередование гласных в корне (о/а и у/ю) — результат исторических процессов в языке, поэтому Касюлин и Косюлин звучат по-разному, но восходят к одному корню. Суффикс -ин указывает на принадлежность: Касюлин буквально значит «сын Касюли» или «из рода Касюли». Такая модель типична для русских фамилий, образованных от прозвищ или имён, оканчивающихся на -а/-я.

Точное место и время возникновения фамилии Касюлин установить сложно: процесс формирования русских фамилий растянулся на несколько столетий, а письменные источники по редким фамилиям часто скудны. Можно предположить, что фамилия закрепилась в говорах, где было характерно аканье (произношение «о» как «а») и смягчение согласных, что и дало форму Касюля вместо Косюля.

В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще встречаются у потомков по мужской линии, фамилии на -ин нередко возникали в среде, где прозвище или имя отца оканчивалось на гласный. Само прозвище Косюля — уменьшительно-ласкательное от «косуля», что могло указывать на молодость или невысокий рост носителя, а не только на характер.