Фамилия Пителина хранит память о прозвище дальнего предка — Пителя. Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Пителин, то есть сын, потомок или человек из семьи Пители. Это классическая притяжательная модель, которая закрепилась в русских фамилиях в XV–XVII веках, когда прозвища отцов переходили к детям и внукам.

Само прозвище Пителя, скорее всего, имело профессиональную подоплёку. Оно восходит к украинскому нарицательному «питель» — так называли мельницу, на которой смалывали белую муку особенным помолом, или устройство для домола муки, уже полученной в процессе обмолота. Если так, то прозвище получил мельник — человек, чья работа была на виду у всей округи, ведь к нему шли со своим зерном, и от его умения зависело, каким будет хлеб. Подобные «профессиональные» именования в основе фамилий встречаются сплошь и рядом: Кузнецов, Мельников, Бортников. Пителин в этом ряду — редкий и яркий пример.

Есть и другие версии, но они слабее. Украинский глагол «пити» в значении «пойти, зашагать, направляться» мог бы лечь в основу прозвища охотника до пеших прогулок, однако такая трактовка менее убедительна: глагольные прозвища в фамилиях встречаются реже, чем именования по ремеслу или внешности. Не исключено и родство с глаголом «питаться» — тогда прозвище могло закрепиться за человеком с отменным аппетитом, но и это лишь предположение без надёжных подтверждений.

Балтийская гипотеза выглядит совсем маловероятной. Иногда фамилию связывают с финской формой греческого имени Петрос — Пити, что значит «камень». Но для этого пришлось бы допустить, что имя Пити на русской почве превратилось в прозвище Пителя, а затем в фамилию Пителин. Цепочка длинная и зыбкая, тогда как связь с «пителем»-мельницей лежит на поверхности и подкрепляется словообразовательной логикой.

Стоит заметить, что фамилия Пителина встречается в формах мужского и женского рода: Пителин и Пителина. Это норма для русских фамилий на -ин: такую форму носят потомки по мужской и женской линии. Сама фамилия редкая, не частая, что делает её ещё более ценной для семейной истории — за ней стоит конкретное прозвище, а не усреднённое имя, каких тысячи.