Фамилия Копотилкина — женская форма, мужской вариант — Копотилкин. В основе лежит прозвище или профессия, и здесь есть две версии, обе вполне реалистичные.

Первая и самая прямая: от слова «копотилка». В русских говорах так называли коптильню — помещение или приспособление для копчения мяса, рыбы. Человека, который работал на коптильне, либо владел ею, могли прозвать Копотилкой. Фамилия образована по типичной модели: прозвище на -ил(а) + суффикс притяжательности -ин, который в русском языке закреплялся за основами на -а, -я. То есть Копотилкин — буквально «сын Копотилки» или «из семьи Копотилки».

Вторая версия — звукоподражательная или описательная. «Копотить» в диалектах означало не только коптить, но и делать что-то торопливо, небрежно, «копотиться» — суетиться. Прозвище Копотилка могли дать суетливому, непоседливому человеку. Такие прозвища по характеру — один из самых частых источников фамилий у крестьян.

Суффикс -илк- в основе нехарактерен для фамилий из церковных имён, он указывает именно на прозвище, причём скорее всего — из среды ремесленников или крестьян. Фамилия не дворянская, не священническая (у тех преобладали фамилии на -ский). Географически Копотилкины встречаются в центральных областях России, но не образуют плотного ареала — фамилия редкая, что подтверждает её происхождение от локального прозвища или узкопрофессионального термина.

Интересная деталь: в словаре русских фамилий Б. Унбегауна однокоренные фамилии (Коптилов, Коптев) объясняются через копоть — сажу, грязь. Но Копотилкин стоит особняком: суффикс -илк- указывает на орудие или деятеля, а не на признак. То есть предок был не «грязным», а тем, кто коптил или коптился. Это редкий случай, когда словообразовательная модель точнее указывает на занятие, чем на внешность.