Фамилия Тепелина — женская форма, а мужская, Тепелин, образована от прозвища или мирского имени Тепеля. В русской антропонимии суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Тепелин, то есть сын или потомок Тепели. Основа здесь — древнерусское слово «тепель» или диалектное «тепеля», которое в разных говорах означало «теплынь, оттепель», а в переносном смысле — «вялый, медлительный человек». Человек, которого прозвали Тепелей, мог быть неторопливым, флегматичным или, наоборот, родиться в сырую, тёплую погоду, когда наступала оттепель.

Модель образования фамилии — типичная для северных и центральных областей России, где суффикс -ин активно присоединялся к основам на -а/-я. В южных и западных регионах чаще встречалась бы форма Тепеленко или Тепель, а здесь она осталась в классическом «великорусском» варианте. При этом стоит отметить, что фамилия довольно редкая: по данным современных исследований, она встречается в основном в Костромской, Вологодской и Кировской областях — то есть в зоне бытования северного наречия, где слово «тепель» фиксируется в местных говорах.

Есть и менее вероятная версия, связывающая фамилию с тюркским корнем «тепе» — «холм, бугор». В этом случае Тепеля могло быть прозвищем человека, жившего на возвышенности. Но эта гипотеза слабая: фамилия не имеет характерных тюркских суффиксов, а ареал её распространения — исконно русские земли, где тюркские заимствования в основе фамилий редки. Поэтому версия с оттепелью или медлительностью остаётся основной.

В документах XVII–XVIII веков фамилия не фиксируется в боярских или дворянских списках — это крестьянская или посадская фамилия, что подтверждается и её «прозвищной» природой. Знаменитых носителей в истории не прослеживается, что для такой редкой фамилии естественно: она сохранилась в глухих деревнях, где не велось активной летописной записи. Сегодня Тепелины — это, скорее всего, потомки тех самых северных крестьян, чьё прозвище закрепилось в официальном родовом имени.