Фамилия Матылин — одна из тех, чья основа просматривается не сразу. Её ядро — слово «матыль», которое в разных русских говорах имело два основных значения. В южных и западных диалектах «матыль» — это мотылёк, бабочка. В северных и сибирских говорах так называли крупный речной невод, а также человека, который таким неводом работает, то есть рыбака. Таким образом, прозвище Матыль мог получить либо человек лёгкий, суетливый, непостоянный (по ассоциации с мотыльком), либо профессиональный рыбак, промышлявший неводом.

Модель образования фамилии простая: к основе «Матыл-» добавили суффикс -ин, который в русских фамилиях указывает на принадлежность: «чей?» — «Матылин», то есть сын, потомок Матыля. Суффикс -ин характерен для фамилий, образованных от слов, оканчивающихся на -а, -я, -ь, и здесь он закономерен: «Матыль» → «Матылин». Важно не путать с фамилиями на -ов: если бы прозвище звучало как Матыло, потомки стали бы Матыловыми.

Географически фамилия Матылин встречается нечасто, но её следы заметны в регионах, где было развито рыболовство и где сохранились диалектные слова. Например, в Архангельской и Вологодской областях слово «матыль» в значении «невод» фиксировалось этнографами. Это косвенно подтверждает версию о рыбаке-предке, а не о прозвище по поведению. Впрочем, однозначно выбрать одну из версий нельзя: оба значения существовали параллельно, и фамилия могла возникнуть независимо в разных местах по разным причинам.

Родственная фамилия — Матылёв — образована от той же основы, но с другим суффиксом. Матылин отличается именно -ин-овым окончанием, что делает её более редкой и локальной. В дореволюционных переписях носители фамилии фиксировались в основном среди крестьян и мещан, то есть фамилия не аристократическая, а народная, прозвищная.