Фамилия Колотелихин — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка связано с конкретным действием, а не с внешностью или профессией. Её ядро — глагол «колотить», от которого образовано просторечное «колотелить» (бить, стучать, колотить). Суффикс -ихин указывает на принадлежность: в русских фамилиях на -их(а) и -ихин обычно закреплялось прозвище главы семьи в форме женского рода. То есть сначала некоего человека прозвали Колотелиха (женщина, которая колотит, или жена Колотели), а его потомки стали Колотелихиными.

Самая прямая версия: предок получил прозвище за манеру громко стучать — будь то в дверь, молотом в кузнице или вальком при стирке белья на реке. В говорах слово «колотила» могло означать и драчуна, забияку, и работящего человека, который «колотит» (добывает) свой хлеб. В этом смысле фамилия — не про агрессию, а про энергичный, деятельный характер или шумное ремесло.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным областям России — к Вологодчине, Костромской, Кировской землям. Именно там активно бытовала модель фамилий на -ихин (вместо более южного -ов/-ев). Встречается и вариант написания Колотилихин, что выдает ту же основу, но с более ясным глагольным корнем «колотить».

Сложность в том, что «колотелить» — не литературное, а диалектное слово. В словарях XIX века его фиксируют как «колотить, бить» в рязанских, тверских и владимирских говорах. Поэтому носитель фамилии с высокой вероятностью происходит из мест, где это слово было в ходу. Других версий — от имени или от названия птицы — для этой фамилии нет: корень «колот» здесь не связан с «колотушкой» (инструментом) или «колодой», а именно с действием.

Таким образом, Колотелихин — это «сын той, кого звали Колотелиха», а сама Колотелиха — женщина, известная своим «колочением»: либо бойкая, либо шумная в работе, либо связанная с ремеслом, где без стука не обойтись. Фамилия сохранила живую разговорную черту русских говоров, которая сегодня почти исчезла из языка.