Фамилия Корнилкина — женская форма фамилии Корнилкин, которая образована от имени или прозвища Корнилка. В основе лежит каноническое крестильное имя Корнилий (от латинского cornu — «рог»), которое в народной речи приобрело множество уменьшительно-ласкательных форм: Корней, Корнюха, Корнила, Корнилка. Фамилия на -ин, как и большинство русских фамилий, указывает на принадлежность: «чей сын?» — Корнилкин, то есть сын Корнилки. Суффикс -к- в основе (Корнил-к-а) характерен для просторечных, обиходных вариантов имени, которые были широко распространены в крестьянской и мещанской среде в XVI–XVII веках.

Интересно, что фамилия Корнилкин — не самая частая среди производных от Корнилия. Куда более распространены Корнилов, Корнеев, Корнюхин. Вариант с суффиксом -к- встречается реже и может указывать на конкретный регион бытования. По данным ономастов, фамилии на -илкин, -илкин (Корнилкин, Данилкин, Михайлкин) особенно характерны для северных и центральных губерний России — Вологодской, Архангельской, Костромской, где народная речь дольше сохраняла старые формы личных имён.

Прозвищный смысл фамилии со временем стерся. Для носителей фамилии Корнилкина в XVIII–XIX веках она уже не ассоциировалась с конкретным человеком по имени Корнилка, а стала наследственным родовым именем. Встречаются и варианты написания с одной «л» — Корнилкин, что связано с упрощением двойных согласных в просторечии, но в современном написании фамилия обычно фиксируется с двумя «л» согласно церковной традиции имени Корнилий.