Фамилия Сторлина — редкий случай в русской ономастике, где форма на -ин женского рода закрепилась в качестве базовой, а не производной от мужского варианта. Обычно фамилии с таким окончанием (Сторлин, Сторлины) встречаются в мужском роде, а Сторлина — это либо фамилия женщины, либо исходная форма, которая не меняется по родам, как у некоторых фамилий на -а/-я. Но здесь, скорее всего, мы имеем дело с фамилией, образованной от прозвища или имени через суффикс -ин, который указывает на принадлежность: «чей?» — сторлин, то есть сын или потомок человека по прозвищу Сторла.

Основа фамилии — «сторл-» — не имеет очевидных корней в русском языке. Это может быть искажённое заимствование или диалектное слово. Одна из версий: от немецкого «Storl» (вариант «Storchel» — аист) или от скандинавского «stor» (большой, великий). В северных говорах русского языка «сторла» могла означать «сторона» или «край», но это предположение слабое. Более правдоподобно, что фамилия восходит к прозвищу Сторло, которое давали человеку высокого роста или с длинными ногами (от диалектного «сторла» — жердь, длинный шест). В таком случае фамилия принадлежит к группе прозвищных фамилий, описывавших внешность.

Географически фамилия встречается редко, в основном в центральных и северо-западных регионах России, а также среди потомков переселенцев в Сибири. В дореволюционных метрических книгах можно найти единичные записи — чаще в крестьянской среде, реже у мещан. Суффикс -ин указывает на то, что фамилия сложилась в среде, где было принято называть людей по отцу или хозяйству: Сторлин сын, Сторлина дочь.

Стоит учесть и возможность, что фамилия — искусственная, возникшая при переписи населения в XIX веке, когда писарь на слух записал нечто вроде «Сторлина» от прозвища, которое звучало нестандартно. В любом случае, однокоренных фамилий практически нет, что делает Сторлину уникальной. Если искать параллели, то можно вспомнить фамилию Сторожев (от «сторож»), но это совсем другая основа.