Фамилия Мозжилин образована от прозвища Мозжила, и её основа почти наверняка связана с глаголом «мозжить» — в старых говорах это означало «дробить, разбивать, колотить, бить до боли». Человек, получивший такое прозвище, мог быть либо костоправом, либо драчуном, либо тем, кто занимался дроблением чего-то твёрдого — например, камня или зерна. В словаре Владимира Даля «мозжить» фиксируется именно в значении «разбивать вдребезги» и «причинять тупую, ноющую боль». Прозвище Мозжила — типичная для русской ономастики модель, где действие или характер превращаются в имя: ср. Долбила, Резала, Ломила.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Мозжилин — «сын Мозжилы» или «человек из семьи Мозжилы». Это одна из самых распространённых моделей русских фамилий, особенно на севере и в центральных областях. В отличие от фамилий на -ов, которые чаще образовывались от имён или прозвищ на твёрдый согласный, -ин характерен для основ на -а, -я. Поэтому Мозжилин — не исключение, а закономерный вариант.

Географически фамилия редкая, но встречается преимущественно в южных и центральных регионах России, особенно в Воронежской, Рязанской и Тамбовской областях. В дореволюционных переписях Мозжилины фиксировались среди крестьян и мещан, что неудивительно: прозвище, скорее всего, возникло в среде простых людей, где физическая работа и острый язык ценились одинаково.

Есть и альтернативная версия, менее убедительная: связь с диалектным словом «мозга» (кость) или «мозгляк» (хилый человек). Но в этом случае фамилия звучала бы как Мозгин или Мозгляков. Глагольная основа «мозжить» даёт более естественное и семантически прозрачное объяснение. Никаких «мозгов» в значении интеллекта тут нет — это чисто бытовое, рабочее прозвище.

Однокоренные фамилии — Мозжалов, Мозжухин, Мозжелин — подтверждают, что корень был продуктивен в разных регионах. Мозжилин стоит в этом ряду как форма с конкретным суффиксом, который сразу выдаёт прозвищное происхождение.