Фамилия Путылин происходит от древнерусского мирского имени Путило. В старину наряду с крестильными именами широко бытовали нецерковные прозвища, которые давали по чертам характера, обстоятельствам рождения или занятиям. Имя Путило не было редкостью, и от него образовалось несколько фамилий, в том числе Путилин и Путылин.

Смысл имени Путило трактуют по-разному. Наиболее распространённая версия связывает его с глаголом «путать». Согласно ей, Путилой называли «того, кто спутан» — например, младенца, которого туго пеленали, или человека, который путался в делах и словах. Однако есть и другое, более привлекательное объяснение: имя могло происходить от слова «путь» и означать «путник», «странник» или человека, который указывает дорогу. В этом случае Путило — не прозвище, а имя-пожелание, чтобы ребёнок нашёл свой верный путь в жизни.

Разница в написании — Путилин и Путылин — отражает особенности произношения в разных говорах. В некоторых регионах безударное «и» после твёрдого согласного звучало ближе к «ы», поэтому при записи фамилии в документах закреплялся тот или иной вариант. Так из одного корня возникли две самостоятельные фамилии, которые сейчас воспринимаются как разные.

Суффикс «-ин» указывает на принадлежность: Путылин буквально значит «сын Путилы», «ребёнок Путилы». Такая модель образования фамилий была одной из самых распространённых в северорусских землях, тогда как на юге и западе чаще использовали суффикс «-ов». Поэтому можно предположить, что предки Путылиных жили где-то в центральной или северной части России, где отчество на «-ин» было обычным делом.

Точных сведений о том, кем были первые носители фамилии — крестьянами, посадскими или служилыми людьми, — у нас нет. Но само имя Путило встречается в новгородских и псковских грамотах, что косвенно подтверждает северное происхождение фамилии. Как и многие другие фамилии от мирских имён, Путылин не указывает на род занятий, а сохраняет память о личном прозвище далёкого предка.