Фамилия Потылыцын — редкий пример, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка связано с конкретным действием, а не с внешностью или характером. Корень здесь — «потылыца» или «потылица», что в русских говорах означало затылок, заднюю часть шеи. Соответственно, прозвище Потылыца могли дать человеку, который имел привычку чесать затылок, хвататься за него в раздумье или, возможно, носил что-то на затылке — например, особый головной убор. Но самая живая версия: так могли окрестить того, кто часто получал удары по затылку, — драчуна, задиру или, наоборот, неудачливого простака, которому вечно доставалось.

Фамилия образована по типичной восточнославянской модели: к основе «Потылыц» добавили суффикс принадлежности -ин, указывающий на «сына Потылыцы». Это характерно для северных и центральных областей России, где фамилии на -ин широко распространены. В южных регионах и в Белоруссии та же основа дала бы форму Потылыцкий или Потылыцевич.

Особенность фамилии — сохранение древнего корня «тыл» в значении «задняя часть, спина». В современном русском языке слово «тыл» закрепилось в военном деле, а в диалектах «потылица» до сих пор бытует в архангельских, вологодских и сибирских говорах. Это указывает на возможную северорусскую или поморскую родину фамилии. Сравните с однокоренными фамилиями: Потылицын (то же значение, но с другим суффиксом), Тылыцын, Затылкин — все они из одного гнезда, но Потылыцын — самый редкий и конкретный по смыслу.

Встречаемость фамилии крайне низкая. Основные носители исторически жили в Вятской губернии и на Урале, что подтверждает связь с северными переселенческими потоками. Сословно это, скорее всего, крестьянская или мещанская фамилия: дворянские роды с таким окончанием почти не фиксируются. Никаких громких исторических личностей с фамилией Потылыцын не известно, что делает её чисто бытовым, «прозвищным» следом конкретного человека, жившего несколько веков назад.