Фамилия Подтёлок — одна из тех редких русских фамилий, чья основа звучит как готовое прозвище, а не как уменьшительная форма от имени. Первое, что бросается в глаза: это не Подтелков (с суффиксом -ов) и не Подтёлкин, а именно Подтёлок — форма, которая могла закрепиться в именительном падеже единственного числа. Такая модель встречается у прозвищ, которые стали фамилиями без дополнительной обработки: Козёл, Соловей, Жук. Здесь тот же случай, но с приставкой под-.

Корень слова — тёл-, тот же, что в «тёлка», «телёнок», «стельная». Приставка под- в русских прозвищах часто указывала на подчинённое положение или нахождение рядом: Подпа́лок (помощник пастуха), Подьячий (помощник дьяка). Подтёлок — это, скорее всего, «подтелёнок» в прямом или переносном смысле. В прямом — молодой телёнок, который ещё не стал самостоятельным. В переносном — прозвище молодого, неопытного парня или, наоборот, того, кто «ходит под кем-то», выполняет второстепенную работу.

Версия, что фамилия связана с ремеслом (например, «подтёлывать» — подтесывать, подравнивать), менее вероятна. Глагол «подтесать» существует, но фамилии от него образовывались бы иначе — Подтесов, Подтесный. А звук «ё» в корне указывает именно на животноводческую лексику, где «тёлка» и «телёнок» — исконные слова с этим ё.

Интересно, что фамилия Подтёлок почти не встречается в исторических переписях центральных губерний. Она больше характерна для южнорусских областей или казачьих территорий, где прозвища на -ок были распространены. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные образования упоминаются как редкие и диалектные. Если предки носили эту фамилию, они могли быть крестьянами, скотниками или просто людьми, получившими бытовое прозвище в деревенской среде.

Стоит упомянуть и о возможной путанице с фамилией Подтёлков, которая известна по донскому казаку-революционеру Фёдору Подтёлкову. Но это разные модели: Подтёлков — патронимическая (чей? — Подтёлков), а Подтёлок — прозвищная. Носители фамилии Подтёлок, скорее всего, не имеют отношения к той исторической линии.

В современной России фамилия остаётся редкой, её можно встретить в Ростовской, Волгоградской областях и в Краснодарском крае — то есть там, где сохранились южнорусские говоры и традиция прозвищных фамилий без суффикса.