Фамилия Пылкин — один из тех случаев, где за простой и понятной основой скрывается неожиданный смысловой поворот. На первый взгляд, корень «пылк-» отсылает к словам «пылкий» — горячий, страстный, вспыльчивый. Логично предположить, что прозвище Пылкий дали человеку с горячим нравом. Однако в старых русских говорах, особенно северных и сибирских, у слова «пылкий» было и другое, более приземлённое значение — «скорый на работу», «проворный», «усердный». Так что предок-Пылкин мог быть не столько вспыльчивым, сколько расторопным и трудолюбивым.

Модель образования типична для русских фамилий: суффикс -ин указывает на принадлежность. Пылкин — буквально «сын Пылки» или «человек из семьи Пылки». Прозвище Пылка (усечённая форма от Пылкий) было вполне употребительным в XVI–XVII веках. Встречается оно в документах, например, в переписных книгах Новгородской земли. Интересно, что фамилия Пылкин распространена неравномерно: она заметно чаще встречается на Русском Севере (Архангельская, Вологодская области) и в Сибири, куда переселялись северяне. Это косвенно подтверждает версию о диалектном, «рабочем» значении корня.

Менее вероятна, но возможна версия, связывающая фамилию с нецерковным именем Пылка, которое могло происходить от слова «пыл» в значении «жар», «зной». В языческой традиции такие имена давали как оберег — чтобы ребёнок рос «горячим», полным жизненных сил. В любом случае, основа фамилии — не профессия и не географическое название, а личная характеристика, и это типично для раннего пласта русских прозвищных фамилий.

В написании фамилия устойчива, вариантов вроде «Пылькин» (от «пыль») не зафиксировано. Если встретите Пылкина на юге России или Украине, это почти наверняка поздний мигрант с севера или потомок ссыльных. Фамилия недворянская, крестьянская или мещанская, что подтверждается её отсутствием в родословных книгах древних родов.