Фамилия Сочилкина — женская форма фамилии Сочилкин, и её разбор стоит начать с мужского варианта, так как именно он хранит ключ к происхождению. Основа фамилии — «Сочилк» — смотрится необычно для русского уха, но за ней стоит вполне прозрачное слово. Скорее всего, в основе лежит глагол «сочить» в одном из его старых значений: «искать», «выслеживать», «капать» или «точить». В северных и центральных говорах «сочить» означало «искать, выслеживать добычу» — охотничий термин. От него образовалось прозвище Сочило — так могли назвать человека с острым глазом, удачливого следопыта или того, кто умел «сочить» (выслеживать) зверя.

Суффикс «-к-» в основе «Сочилк-» — уменьшительный или пренебрежительный. То есть Сочилка — это не просто «тот, кто сочит», а скорее «маленький Сочило» или «Сочило-сын». В русской антропонимии такие формы (Кузнец — Кузнечка, Портной — Портняжка) часто закреплялись за младшими в роду или за людьми невысокого роста. Фамилия Сочилкин, таким образом, означает «сын Сочилки», а её носитель — потомок человека, которого в округе звали уменьшительно-пренебрежительно по его охотничьей сноровке или, возможно, по занятию.

Есть и вторая, менее вероятная версия: от слова «сочило» — «рычаг, которым выжимают сок» или «сосуд для сочения» (например, для добывания берёзового сока). В этом случае прозвище Сочилка мог получить тот, кто делал такие приспособления или собирал сок. Но охотничья версия выглядит правдоподобнее: глагол «сочить» в значении «выслеживать» был распространён шире, чем узкий промысловый термин.

Фамилия редкая, незнатная. Судя по модели образования (суффикс «-ин»), она закрепилась в среде крестьян или посадских людей, где фамилии часто образовывали от прозвищ и личных имён. Географически корни могут уходить в северные или центральные области России — в те места, где охотничий жаргон был в ходу. Официально фамилия фиксируется в документах не ранее XVIII века, но прозвище Сочилка могло бытовать и в XVI–XVII веках.