Фамилия Пихтильков — редкий пример антропонима, образованного не от имени или профессии, а от прозвища, связанного с необычным физическим действием или манерой поведения. Её основа — глагол «пихтить», который в русских говорах имел несколько значений: «пихать, толкать», «суетиться, делать что-то с натугой» или даже «говорить невнятно, бормотать» (от звукоподражания «пих» — толчок или кряхтение). Человек, которого прозвали Пихтилько, мог быть суетливым, постоянно что-то переставляющим, либо, наоборот, медлительным и кряхтящим при работе.

Суффикс -к- в основе (Пихтилько) характерен для украинской и южнорусской традиции образования личных прозвищ: он придаёт слову оттенок уменьшительности или пренебрежения. Затем к прозвищу добавили русский фамильный суффикс -ов, что указывает на принадлежность («чей?» — сын Пихтилька). Таким образом, Пихтильков — типичная «патронимическая» фамилия, но не от крестильного имени, а от бытового прозвища.

Географически фамилия встречается в основном в центральных и южных областях России — в Курской, Воронежской, Ростовской областях, а также на востоке Украины. Это совпадает с ареалом бытования глагола «пихтить» в значении «толкать» или «кряхтеть» (зафиксировано в словаре В. И. Даля). Интересно, что однокоренные фамилии — Пихтелев, Пихтин, Пихтов — имеют разную семантику: первые две тоже восходят к глаголу «пихать», а Пихтов — к дереву пихта, что совершенно иная история.

В социальном плане Пихтильковы, скорее всего, происходили из крестьянской или мещанской среды: прозвище давали в быту за характерную черту, а не за сословный статус. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. Фамилия не попала в массовые списки, потому что исходное прозвище было не слишком распространённым и не перешло в разряд «стандартных» вроде Кузнецов или Попов. Со временем, когда носители разъехались по стране, фамилия закрепилась в нескольких десятках семей, и сегодня её можно встретить в единичных записях.