Фамилия Клепилин — типичная русская фамилия, образованная с помощью патронимического суффикса -ин. Этот суффикс указывает на принадлежность: «чей?» — Клепилин, то есть сын или потомок человека по прозвищу Клепила. В основе фамилии лежит прозвище, а не крестильное имя, что характерно для значительного пласта русских фамилий, возникших в среде крестьян и посадских людей.

Прозвище Клепила, скорее всего, связано со словом «клепило». В старину так называли колокол или его язык. Если принять эту версию, то предок Клепилиных мог быть мастером-литейщиком, отливавшим колокола, или церковным звонарём. Прозвища, данные по ремеслу, были распространённым способом идентификации человека в среде, где фамилий ещё не существовало.

Однако есть и другая, бытовая версия. В некоторых русских говорах «клепилой» могли назвать болтливого человека, того, кто «клеплет», то есть говорит напраслину или вздор. В этом случае прозвище носило не профессиональный, а характерологический оттенок — этакий говорун или сплетник. Обе версии лингвистически состоятельны, и однозначно выбрать одну из них без точных сведений о месте бытования конкретной ветви рода сложно.

Сама фамилия Клепилин — редкая по сравнению с более частотными Клепиковым или Клепачевым. Её отличает именно суффикс -ин, который присоединяется к основе на -а (Клепила → Клепилин). Такая модель типична для фамилий, произошедших от прозвищ или имён, оканчивающихся на -а или -я (например, Гаврила — Гаврилин, Косолап — Косолапин). В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) подобные образования рассматриваются как указание на прямое родство: «Клепилин» буквально означает «маленький Клепила» или «сын Клепилы».