Фамилия Тилицын — редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. В ней нет прозрачного корня вроде «кузнец» или «попов», поэтому разбирать её стоит через словообразовательную модель и возможные прозвища.

Основа фамилии — «Тилиц-» с суффиксом -ын. Суффикс -ын (фонетический вариант -ин) в русских фамилиях указывает на принадлежность: «чей?» — Тилицын, то есть сын или потомок человека по прозвищу Тилица. Такая модель характерна для фамилий, возникших в северных и центральных областях России, где -ин был особенно распространён. Само прозвище Тилица могло образоваться от глагола «тилить» — в некоторых говорах это означало «медлить, тянуть, делать что-то неспешно». Тогда Тилицей называли медлительного, неторопливого человека. В этом случае фамилия — характеристика характера, типичная для крестьянской среды, где прозвища часто становились наследственными.

Вторая, менее вероятная версия, связывает основу с диалектным словом «тиликать» — издавать тонкий звук, звенеть. Прозвище Тилица мог получить музыкант, играющий на дудке или свирели, либо просто человек с высоким, звенящим голосом. Однако глагол «тилить» встречается в словарях русских говоров чаще, поэтому версия с медлительностью выглядит убедительнее.

Написание фамилии с буквой «ы» в суффиксе (а не с «и», как было бы в «Тилицин») — орфографическая особенность, закрепившаяся после реформы письменности. В дореволюционных документах фамилия могла писаться через «и» (Тилицин), но современный вариант с «ы» отражает произношение в твёрдом варианте, что характерно для фамилий на -ын (ср. Голицын, Птицын). Географически фамилия встречается единично, в основном в записях XIX века по Владимирской и Костромской губерниям — регионах, где активно бытовали прозвища от глаголов действия. Сословно носители фамилии, скорее всего, были крестьянами или мещанами: фамилии на -ын редко встречаются у дворянства, которое предпочитало модели на -ов/-ев или -ский.