Фамилия Пушилкина — женская форма фамилии Пушилкин, а та, в свою очередь, образована от прозвища или мирского имени Пушилка. Вопреки возможной ассоциации с чем-то мягким и пушистым, корень здесь, скорее всего, связан с глаголом «пушить» в старом значении — «бранить, журить, распекать» или «взбивать, делать пышным». В северных и сибирских говорах «пушилкой» называли не только метёлку для смахивания пыли, но и бранчливого, ворчливого человека, который «распушает» (распекает) окружающих. Таким образом, первый носитель фамилии мог получить прозвище за характер — за привычку всех поучать или ворчать.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Пушилкин — «сын Пушилки». Это типичная модель для русских фамилий, образованных от прозвищ или имён, оканчивающихся на -а/-я. Интересно, что фамилия не слишком распространена: она встречается преимущественно в центральных областях России, особенно в Поволжье и на Урале, где говоры сохранили слово «пушить» в значении «бранить». Встречаются варианты написания с одной «л» (Пушикин), но форма Пушилкин — основная и более старая.

Менее вероятная, но возможная версия связывает прозвище с ремеслом: «пушилкой» могли называть мастера, который «пушил» — взбивал шерсть или пух для перин и подушек. Однако эта гипотеза слабее, так как для такого занятия существовали отдельные названия (шерстобит, пуховщик), а прозвище Пушилка в документах XVII–XVIII веков встречается именно в значении «ворчун». Фамилия Пушилкина не принадлежала дворянству — это крестьянская или мещанская фамилия, что подтверждается её редкой встречаемостью в родословных книгах.