Фамилия Мыльцын — один из тех случаев, когда за, казалось бы, бытовой основой стоит не ремесло, а личное прозвище, и разобраться в этом помогает не столько словарь профессий, сколько логика словообразования. Если бы предок был мыловаром, фамилия звучала бы как Мыльников (от названия профессии) или Мылов (от прозвища Мыло). Суффикс -цын указывает на иную модель: это притяжательное прилагательное, образованное от прозвища Мылец или Мыльца.

Прозвище Мылец в старину могли дать человеку за какую-то особенность, напоминающую мыло: скользкий, увёртливый характер, бледную «мыльную» кожу или привычку много пениться в бане. В говорах слово «мыльцо» иногда означало и пену на пиве или браге — отсюда прозвище мог получить любитель хмельного, у которого «губы в мыле». Вторая, менее вероятная версия связывает фамилию с диалектным «мыльцы» — так в некоторых областях называли мелкие пузырьки на воде, и прозвище могло относиться к человеку суетливому или несерьёзному.

Поскольку фамилия зафиксирована с суффиксом -ын, а не -ов, она относится к севернорусскому и центральному типу образования (например, Птицын, Синицын). Географически Мыльцыны чаще встречаются в старых переписях Вологодской, Костромской и Вятской губерний — то есть в зоне бытования окающих говоров, где «Мылец» произносили с чётким [о] в корне. Встречается вариант написания Мыльцин — результат поздней унификации фамилий или случайной замены «ц» на «тс» в документах.

Дворянских родов Мыльцыных не известно: это крестьянская или мещанская фамилия, возникшая в среде, где прозвища давали по бытовым, а не по книжным признакам. В Списке ста русских фамилий она не входит, но и редкой её не назовёшь — носители встречаются от Урала до Центральной России.