Фамилия Козюлькин образована по классической русской модели: к основе Козюльк- добавился суффикс принадлежности -ин, указывающий на «сына» или потомка человека с таким именем или прозвищем. Основа восходит к мирскому имени Козюлька — так в старину могли назвать ребёнка, не связанного напрямую с христианским календарём.

Значение мирского имени зависит от того, какое слово легло в его основу. Самая прямая версия — украинское «козуля», то есть дикая коза или серна. В языческой традиции имя, данное по животному, должно было сделать ребёнка «своим» для природы и передать ему качества зверя: ловкость, осторожность, выносливость. Такая практика была широко распространена у восточных славян задолго до повсеместного закрепления фамилий.

Вторая версия выводит прозвище Козюлька из диалектного русского слова «козюля», которое на некоторых территориях означало змею, гадюку. В этом случае прозвище могло отражать характер — так могли назвать сердитого, недоверчивого или язвительного человека. В народной культуре змею часто наделяли мудростью и скрытностью, поэтому прозвище не обязательно несло резко отрицательный смысл.

Есть и бытовая, «характерная» версия: от того же слова «козюля» в значении «резвый, проворный, подвижный человек». Здесь фамилия указывает на непоседливого, живого предка — скорее всего, ребёнка или молодого парня, которого за быстроту и юркость прозвали Козюлькой.

Фамилия Козюлькин — редкая, с ярко выраженным диалектным или украинским следом. Она не относится к числу фамилий, образованных от канонических церковных имён, и потому в документах могла записываться по-разному, пока не закрепилась в современном виде. Суффикс -ин, а не -ов, указывает на то, что основа оканчивалась на согласный звук или мягкий знак — в данном случае на -к- (Козюльк-а → Козюльк-ин).