Фамилия Тисёлкина — женская форма фамилии Тисёлкин. Её основание — прозвище или нецерковное имя Тисёлка. В русской ономастике это редкий случай, когда в основе лежит слово, связанное с деревообработкой или конкретным материалом.

Слово «тис» — название хвойного дерева с прочной, почти не гниющей древесиной красноватого оттенка. В старину тис ценился столярами и резчиками: из него делали дорогую мебель, оклады икон, токарные изделия. Суффикс «-ёлк-» (в форме «Тисёлка») уменьшительно-пренебрежительный, как в словах «пилка», «стружка». Вероятнее всего, Тисёлкой прозвали человека, который работал с тисом — мастера-краснодеревщика, резчика или даже мебельщика. Прозвище могло закрепиться и за тем, кто жил рядом с тисовой рощей или торговал тисовыми заготовками.

Модель образования типична для восточнославянских фамилий: к основе на -а (Тисёлка) добавили притяжательный суффикс -ин, означающий «чей?» — «сын Тисёлки». В документах XVI–XVII веков такие прозвища встречаются в северных и центральных уездах России, где тис ещё не был истреблён (позже его вырубили почти полностью). Географически фамилия Тисёлкин тяготеет к Поволжью и Уралу — в этих регионах, по данным современных телефонных справочников, её фиксируют чаще всего.

Параллельные формы — Тисов, Тисков, Тисин, Тисовский — образованы от того же корня, но с разными суффиксами. Тисёлкин стоит особняком благодаря редкому суффиксу «-ёлк-», который в русских фамилиях почти не встречается (сравните «Козёлкин» от «козёл»). Это делает фамилию почти уникальной по словообразовательной модели — в словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобный тип не описан, что указывает на местное, диалектное происхождение прозвища.

Сословных ограничений у фамилии не было: в переписных книгах XVIII века Тисёлкины значатся и среди государственных крестьян, и среди посадских людей. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано.