Фамилия Крутильникова — типичный пример русского отчества-прозвища, образованного по модели «профессия + суффикс принадлежности». В её основе лежит слово «крутильник». Так в старину называли мастера, который занимался кручением, витьём, скручиванием чего-либо. Чаще всего речь шла о ремесленнике, изготавливающем верёвки, канаты или нити — крутильщике. В некоторых говорах «крутильником» могли назвать и того, кто делает кручёные изделия из металла, например проволоку.

Фамилия закрепилась по отцу: сына Крутильника, а затем и его потомков, стали записывать как Крутильниковы. Суффикс -ов- указывает на принадлежность, типичную для русских фамилий, образованных от названий профессий или прозвищ, оканчивающихся на твёрдый согласный. Женская форма Крутильникова — это вариант, который получила жена или дочь главы семьи.

Интересно, что модель, по которой возникла эта фамилия, широко распространена не только у русских, но и у других славянских народов — восточных, западных и южных. Однако сама основа «крутильник» встречается реже, чем, скажем, «Кузнецов» или «Плотников», что делает фамилию более редкой и узко профессиональной. В отличие от фамилий, напрямую связанных с христианскими именами (Иванов, Петров), Крутильникова восходит к мирскому прозвищу, которое давали по роду занятий. В некоторых диалектах слово «крутильник» могло иметь и переносное значение — так иногда называли человека вертлявого, непоседливого или хитрого, «крутящего» делами, но основная версия всё же связана с ремеслом.

Географически фамилия тяготеет к центральным и северным регионам России, где было развито производство канатов и верёвок, а также к Уралу, где существовали кустарные промыслы по обработке металла. Социальный состав носителей был пёстрым: от ремесленников и посадских людей до крестьян, которые в свободное от земледелия время занимались подработкой.