Фамилия Куксилина — женская форма от Куксилин, а та, в свою очередь, образована от прозвища Кукса. В русских говорах «кукса» означало плаксу, нюню, капризного или обидчивого человека. Связь прозвища с глаголом «кукситься» (хмуриться, капризничать, плакать без причины) прямая и очевидная. Так могли назвать и ребёнка за привычку хныкать, и взрослого, который постоянно жаловался на жизнь или был угрюмым.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Куксилин — «сын Куксы» или «человек из рода Куксы». Модель образования типична для северных и центральных регионов России, где фамилии на -ин так же распространены, как на -ов, но чаще привязывались к прозвищам или именам, оканчивающимся на -а/-я. В отличие от фамилий на -ов, которые тяготеют к югу и востоку, Куксилин — характерный пример новгородской, псковской или владимирской ономастики.

Стоит учесть, что прозвище Кукса могло закрепиться не только за плаксой. В некоторых диалектах «куксой» называли беспалого человека (от «кукса» — культя, обрубок руки). Эта версия менее популярна, но не лишена оснований: в старину физические недостатки часто становились основой для прозвищ, которые потом переходили в фамилии. Однако основное значение, связанное с плаксивостью, фиксируется в словарях Даля и Фасмеера как общеупотребительное.

Встречаются и однокоренные фамилии: Куксов, Куксин, Кукса. Куксилин отличается от них именно суффиксом -ил-, который в данном случае входит в основу прозвища (Куксила — вариант Куксы с экспрессивным суффиксом -ил-). Такие формы часто давали людям с ярко выраженной чертой характера, подчёркивая её: Куксила — «тот, кто постоянно куксится».

Географически фамилия Куксилина распространена в Вологодской, Костромской и Кировской областях, что подтверждает её северное происхождение. Сословных ограничений не было: прозвище могли дать и крестьянину, и посадскому человеку. Дворянских родов с такой фамилией в истории не зафиксировано — это фамилия крестьянская и мещанская, что типично для прозвищной модели.