Фамилия Козюлькина образована от личного имени или прозвища Козюлька. Чаще всего в её основе лежит украинское слово «козуля» — «дикая коза, серна». В традиции восточных славян такие имена давали с пожеланием, чтобы ребёнок перенял качества животного: быстроту, ловкость, связь с природой. Однако есть и другая версия, не менее убедительная: в русских диалектах «козюля» означала «змея, гадюка». Тогда прозвище могло указывать на характер — сердитого, язвительного или резкого человека. Третье объяснение — бытовое: Козюлькой в некоторых говорах называли проворного, подвижного человека, и это значение тоже могло закрепиться в фамилии.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Козюлькин, то есть сын или дочь Козюльки. Такая модель типична для русских фамилий, образованных от имён и прозвищ, оканчивающихся на -а, -я. Женская форма Козюлькина — не исключение, а обычное склонение по роду носителя.

Судя по корню, фамилия имеет южнорусские или украинские корни: слово «козуля» в значении «коза» распространено именно там, а диалектное «козюля» встречается в ряде областей России. Это делает фамилию локально привязанной, хотя сейчас она может встречаться повсеместно.

Однокоренные фамилии — Козулин, Козюлин, Козулькин — показывают, что основа могла варьироваться в зависимости от говора. Но форма Козюлькина — самая редкая из этого ряда, что делает её особенно интересной для тех, кто ищет свои корни.