Фамилия Махилина — женская форма, а её мужской вариант — Махилин. В русской традиции такие фамилии на -ин обычно указывают на принадлежность: «чей сын?» — Махилин, то есть сын Махилы. Значит, ключ к происхождению — в прозвище или неканоническом имени Махила.

Самая вероятная версия связывает основу с диалектным словом «махила» — так в некоторых южнорусских и украинских говорах называли невысокого, коренастого человека, или, в переносном смысле, человека с крепким, «сбитым» телосложением. Слово это родственно глаголу «махать», «махивать» — то есть делать широкие, размашистые движения. Прозвище Махила мог получить либо тот, кто характерно размахивал руками при ходьбе или работе, либо, напротив, человек медлительный, «размашистый» в движениях.

Вторая, менее распространённая гипотеза выводит фамилию от тюркского имени Махил (или Махила), что значит «лунный», «подобный луне». В эпоху Золотой Орды и последующих столетий такие имена входили в обиход русских людей, особенно на южных и восточных окраинах. Однако в данном случае прозвищная русская версия выглядит убедительнее: суффикс -ина типичен для русских фамилий от прозвищ, а не от заимствованных имён, которые чаще давали фамилии на -ов/-ев.

Географически фамилия Махилин встречается в основном в центральных и южных областях России, а также на Украине. Это указывает на то, что прозвище бытовало именно в тех регионах, где говорили на южнорусских говорах. Встречается и вариант Махилёв — с другим суффиксом, но от того же корня.

Таким образом, предок носителей фамилии Махилин — скорее всего, человек, получивший прозвище за свою манеру двигаться или за плотное телосложение. Фамилия довольно редкая, что делает её особенно ценной для семейной истории: чем меньше носителей, тем легче восстановить родословную по архивным записям конкретной губернии.