Фамилия Шитилина — женская форма фамилии Шитилин. Её основа восходит к прозвищу Шитило или Шитила. В русских говорах шитилом называли того, кто занимается шитьём, портного, швеца. Слово образовано от глагола «шить» с помощью суффикса -ил(о), который в древнерусском языке часто давал названия профессий и орудий труда: точило, зубило, шило. Прозвище Шитило мог получить не только ремесленник, но и человек, который много чинил, латал одежду, или, в переносном смысле, тот, кто «шьёт» сплетни, интригует — хотя для такого значения чаще использовали слово «швец».

Модель образования фамилии проста: к основе Шитил- добавился патронимический суффикс -ин, указывающий на принадлежность к отцу: «чей сын?» — Шитилин. То есть изначально Шитилин — это сын Шитилы. В русской ономастике фамилии на -ин типичны для территорий, где основой служили слова на -а, -я (ср. Пушкин от Пушка, Ильин от Илья). Форма Шитилина — закономерное изменение по женскому роду.

Встречается фамилия преимущественно в центральных и северных областях России, где была развита кустарная портняжная работа. В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) однокоренные Шитилов и Шитилин отмечены как типичные для крестьянской и мещанской среды. Фамилия не относится к редким, но и не входит в число самых распространённых — её носители живут в основном в европейской части страны.