Фамилия Пиулькин — редкая и с неочевидной на первый взгляд основой. Чтобы понять её происхождение, нужно разобраться с корнем «пиульк-». Самое вероятное объяснение лежит не в русском, а в финно-угорских языках, что неудивительно для фамилий Русского Севера и Поволжья. В коми-пермяцком и удмуртском языках есть слово «пиу» или «пив» — «сын», «детёныш», а суффикс «-ль» часто образует уменьшительные формы. Таким образом, «Пиуль» могло означать «маленький сын» или «мальчуган». Суффикс «-кин» — типичный русский патронимический, указывающий на принадлежность: «чей?» — Пиулькин, то есть сын или потомок человека по прозвищу Пиуль.

Вторая, менее убедительная версия связывает фамилию с диалектным глаголом «пиулить» — в некоторых говорах так говорили о негромком, тонком свисте или писке. В этом случае прозвище Пиулька мог получить человек с высоким голосом или тот, кто любил насвистывать. Однако эта версия слабее, потому что «пиулить» — слово редкое и локальное, а финно-угорская этимология объясняет и форму, и географию.

Географически фамилия Пиулькин привязана к северо-востоку европейской части России — к Кировской области, Пермскому краю, Удмуртии. В этих краях активно шёл процесс русификации местного населения: люди получали русские фамилии, образованные от местных прозвищ. Именно поэтому суффикс «-кин» здесь соседствует с нетипичной для славян основой.

По социальному составу носители фамилии — скорее всего, потомки государственных или экономических крестьян, а не дворян. Фамилия не встречается в родословных книгах знати и не имеет аристократического звучания. Её носители жили в деревнях, занимались земледелием, охотой или лесными промыслами.

Сравните с однокоренными фамилиями: Пиунов, Пиуков, Пиухин. Все они сходны по структуре — короткая неславянская основа плюс русский суффикс. Но Пиулькин выделяется именно уменьшительным оттенком: «Пиуль» звучит как ласковое прозвище, что редкость для фамилий этого типа.