Фамилия Тавтилов — редкая и с неочевидной на первый взгляд этимологией. В ней нет привычного славянского корня, поэтому логичнее всего искать её истоки в тюркских языках или в местных говорах Поволжья.

Словообразовательная модель типична для русских фамилий: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?»), а основа — Тавтил — скорее всего, восходит к прозвищу или имени. Наиболее вероятная версия — происхождение от тюркского имени Тавтил или Давтил. В татарском и башкирском языках имя Давлет (или Давтил) означает «государство», «богатство», «счастье». Фонетический переход «д» в «т» (Давтил → Тавтил) встречается в русских говорах при адаптации заимствованных имён, особенно на стыке с тюркскими народами. Таким образом, Тавтилов мог быть потомком человека, носившего имя со значением «богатый» или «счастливый».

Менее распространённая, но не исключённая версия — связь с диалектным глаголом «тавтать» или «тавтыкать». В некоторых северных и сибирских говорах это слово означало «говорить невнятно, бормотать» или «медлить, копаться». Если это так, прозвище Тавтило могли дать нерасторопному или косноязычному человеку. Однако эта гипотеза слабее тюркской, так как глагол малоупотребителен, а фамилия с таким корнем в русских ономастиконах почти не фиксируется.

Географически фамилия Тавтилов чаще всего встречается в регионах с исторически смешанным русско-татарским или русско-башкирским населением — в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Самарской областях. Это косвенно подтверждает первую версию: предки носителей фамилии могли быть крещёными татарами или башкирами, перенявшими русскую фамильную модель.

В исторических документах фамилия попадается редко, что говорит о её локальном бытовании. Например, в метрических книгах XIX века по Уфимской губернии встречаются записи о крестьянах Тавтиловых, что указывает на крестьянское сословие как на основной социальный слой. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Тавтиев, Тавтиков — показывает, что все они имеют одну и ту же тюркскую основу, но различаются суффиксами, характерными для разных регионов. Тавтилов же однозначно укладывается в русскую патронимическую модель на -ов.