Фамилия Небылицина (женская форма; мужская — Небылицин) образована от прозвища Небылица. В основе — древнерусское слово «небылица», означавшее вымысел, ложь, сказку, а также вздорную весть или сплетню. Прозвище могли дать человеку, который любил присочинять, рассказывать невероятные истории или, наоборот, распускать слухи. Впрочем, в северных говорах «небылицей» называли также диковинку, невидаль — так могли прозвать человека с необычной внешностью или странным поведением.

Словообразовательная модель типична для русских фамилий: суффикс -ин указывает на принадлежность — «чей?» — «сын Небылицы» или «из семьи Небылицыных». Фамилия закрепилась в форме притяжательного прилагательного, что характерно для фамилий, образованных от прозвищ и личных имён, оканчивающихся на -а/-я. Аналогичный принцип в фамилиях Шипицын, Скрыпицын, Скоробогатин.

Географически фамилия Небылицин встречается преимущественно в центральных и северных областях России — в Вологодской, Архангельской, Костромской областях. В этих краях слово «небылица» в значении «выдумка» было особенно употребительно. В переписных книгах XVII века можно найти крестьян с таким прозвищем, хотя массовое закрепление фамилии произошло уже после отмены крепостного права, когда бывшим крепостным давали фамилии по прозвищам отцов.

Интересная деталь: фамилия Небылицин не имеет отношения к слову «небыль» (несуществующее) — это омонимичный, но разный по смыслу корень. «Небылица» — конкретное существительное, а не отрицание бытия. Поэтому версия о том, что фамилия якобы означает «небывалый человек», — ошибка, основанная на внешнем сходстве слов. Прозвище Небылица — это характеристика поведения, а не указание на отсутствие человека.