Фамилия Серпилина — редкий случай, когда женская форма закрепилась в качестве основной. В русской традиции фамилии на -ин образуются от основ, оканчивающихся на -а или -я: Серпилин — сын Серпилы. Но если большинство таких фамилий (Пушкин, Репин) давно стали мужскими, то Серпилина могла остаться в обиходе как фамилия вдовы или дочери, если мужская линия прервалась или не была записана в документах. Встречается она и у мужчин, но тогда это исключение, зафиксированное паспортной ошибкой.

Корень фамилии — нецерковное прозвище Серпило. В основе лежит слово «серп» — сельскохозяйственное орудие для жатвы. Суффикс -ил- в древнерусских прозвищах указывал на деятеля по характерному действию или предмету: Серпило — тот, кто работает серпом, жнец, либо человек, которого прозвали за внешнее сходство с серпом (сутулый, с изогнутым носом). Аналогичные модели: Косилка, Молотило, Цепило.

В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» серп как основа упоминается в ряду «орудийных» прозвищ, но сама фамилия Серпилин не приводится — это локальное образование. Географически она тяготеет к южнорусским и центральным областям, где серп был основным орудием уборки хлеба (в отличие от севера, где чаще использовали косу-горбушу). В писцовых книгах XVI–XVII веков могли записать крестьянина Серпилу, а его потомков — Серпилиными, но фамилия не получила широкого распространения, потому что не попала в дворянские родословные и не «раскрутилась» через известных носителей.

Интересная деталь: если бы фамилия образовалась от имени Серп (редкое языческое имя, как Нож или Топор), то форма была бы Серпов. А Серпилин однозначно указывает на прозвище с уменьшительно-ласкательным оттенком (Серпила — как Мила, Косарь). Так что предки носителя фамилии — скорее всего, земледельцы, чья работа и дала им уличное имя, пережившее века.