Фамилия Тильной — редкий пример образования от прозвища через суффикс принадлежности, который почти не встречается в антропонимиконе. В отличие от массовых -ов и -ин, суффикс -ой (в исходной форме Тильной) указывает на притяжательное прилагательное: «чей?» — Тильной, то есть «относящийся к Тилому». Такая модель в русских фамилиях единична и обычно говорит о позднем закреплении прозвища в документах, когда фамилия ещё не успела перейти в стандартный патроним.

Основа — прозвище Тилый. В русских говорах слово «тилый» (от общеславянского *tьl- со значением «гнить, тлеть») могло означать «гнилой, трухлявый, дряблый». Прозвище давали человеку слабого здоровья, с вялым телом или, в переносном смысле, нерешительному, бесхарактерному. Однако есть и другая версия: в южнорусских и украинских говорах «тилий» — «тёплый» (ср. укр. «теплий»), и прозвище могло относиться к человеку с мягким, сердечным нравом. Первая версия (от «гнилой») этимологически прозрачнее, но вторая не исключена, если фамилия возникла на южной диалектной границе.

Географически фамилия Тильной встречается крайне редко. Основные очаги — Западная Сибирь и Урал, куда в XIX веке переселялись крестьяне из центральных губерний. Это указывает на то, что прозвище Тилый бытовало в локальной среде и не получило широкого распространения. В дореволюционных переписях фамилия почти не фиксируется, что говорит о её позднем оформлении: скорее всего, она закрепилась уже в советское время при паспортизации, когда прозвище записали как фамилию в форме прилагательного.

Ономастический словарь Б. Унбегауна не упоминает эту фамилию, что типично для редких моделей. Сравните с однокоренными: Тилкин (от Тилька — уменьшительное от Тилый), Тилёв (от Тиль). Все они восходят к тому же корню, но Тильной стоит особняком из-за суффиксальной аномалии. Если ваши предки носили эту фамилию, то, скорее всего, они происходили из крестьянской среды, где прозвище Тилый давали по внешности или характеру, а при получении паспорта его оформили в редкой притяжательной форме, сохранившейся до наших дней.