Фамилия Потылкина хранит память о прозвище дальнего предка — Потылка. В старину слова «потылица» и «потыла» означали «затылок», поэтому чаще всего прозвище давали по внешней примете: так могли называть человека с крутым, выдающимся затылком. Но у этого прозвища есть и другая, не менее интересная версия. Слово «потыла», как и «затылок», восходит к корню «тыл», а потому Потылкой могли прозвать воина из «затыльного войска» — то есть того, что стоял в запасе, в арьергарде, «за тылом» основного строя. Наконец, прозвище могло закрепиться и за жителем окраины села, чей дом стоял на отшибе, в тылу.

Какая из версий правдоподобнее — сейчас сказать трудно. Прозвища такого типа редко фиксировались с пояснением причин. Но важно другое: Потылка было не случайным словом, а устойчивым именованием, которым человека называли в кругу семьи и соседей. Оно оказалось настолько привычным, что заменило имя в обиходе и со временем легло в основу фамилии.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Потылкин — это «сын Потылки», «из рода Потылки». Такая модель образования типична для русских фамилий, особенно в северных и центральных губерниях, где прозвища на -а свободно переходили в фамилии на -ин. Форма Потылкина — женская или родительная, но в разговорной практике она чаще всего обозначает женщину из этого рода.

Сам корень «тыл» в русской ономастике встречается нечасто, и это делает фамилию заметной на фоне более распространённых образований от имён и профессий. Родственных фамилий немного: Потылов, Потылицын, Потылкин — все они отталкиваются от одного и того же древнего слова, но каждое закрепило свою форму. Потылкина — одна из тех фамилий, где за простым звучанием стоит сразу несколько пластов народной речи: и анатомическая примета, и военный термин, и деревенская география.