Фамилия Попытайленко звучит необычно, и первое, что приходит в голову, — в её основе лежит прозвище, а не крестильное имя. Так и есть: родоначальник всех Попытайленко носил прозвище Попытайло, а сама фамилия буквально означает «сын Попытайла». Суффикс -енко, характерный для украинской традиции, указывает на родство по отцу и закрепился в документах уже в ту пору, когда прозвище полностью вытеснило наследственное имя.

Смысл прозвища уходит корнями в многозначный глагол «попытать». В старом русском языке он значил не только «спросить, попросить» или «испытать, попробовать», но и «отведать», а также имел жёсткое значение — «пытать муками, предав пытке». Такая многозначность порождает сразу несколько версий происхождения прозвища.

Наиболее мирное объяснение: Попытайло — человек, который любил расспрашивать, узнавать новости, дотошно выпытывать подробности. Такое прозвище легко могло закрепиться за говорливым и любопытным соседом.

Другая версия — профессиональная. В этом случае прозвище указывало на род занятий: основатель рода мог заниматься испытанием механизмов или каких-либо приспособлений. Однако у этой гипотезы есть слабое место: в ремёслах и промыслах для таких людей существовали свои, более конкретные названия — например, «пробач» или «испытатель». Поэтому версия с пыткой выглядит не менее правдоподобной, хотя и мрачной: в старину палача, который «пытал» допрашиваемых, вполне могли прозвать Попытайлом.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, Попытайленко стоит особняком. Более привычны формы Пытайло, Попытаев или Пытаев, но именно украинский патронимический суффикс -енко привязывает фамилию к территории современной Украины и юга России. В письменных источниках фамилия встречается редко, и точных сведений о том, какой из вариантов прозвища был первичен, нет. Скорее всего, разные семьи с фамилией Попытайленко получили её независимо друг от друга, и предки их могли быть и любопытными говорливыми людьми, и мастерами, и людьми суровых профессий.