Фамилия Титюлькин — редкий случай, когда можно почти наверняка определить не только корень, но и регион, откуда пошла фамилия. В основе лежит прозвище Титюлька, которое образовано от имени Тит через характерный для южнорусских и украинских говоров суффикс -юльк-. Этот суффикс придаёт слову ласкательно-уменьшительный, а иногда и слегка пренебрежительный оттенок: Тит → Титюлька (как «мамулька», «бабулька»). То есть Титюлькин — буквально «сын Титюльки», то есть человека, которого в быту называли уменьшительно от канонического имени Тит.

Имя Тит (от латинского Titus — «честь», «почёт») в прошлом было распространено среди простых крестьян и духовенства, но к XIX веку стало считаться простонародным и выходило из моды. Поэтому фамилия Титюлькин — скорее всего, крестьянская или мещанская, а не дворянская. Суффикс -ин в конце указывает на принадлежность: «чей?» — Титюлькин, то есть из семьи того самого Титюльки.

Географически фамилия почти наверняка привязана к югу России или востоку Украины. Уменьшительные формы с -юльк- особенно характерны для курско-орловских, воронежских и донских говоров. Встречаемость фамилии в современных базах крайне низкая — это штучный, локальный вариант, не получивший массового распространения.

Интересная деталь: в фамилии нет суффикса -ов, который в русских фамилиях встречается чаще всего. Титюлькин образован по модели «прозвище + -ин», а не «имя + -ов». Это может говорить о том, что прозвище закрепилось за родоначальником уже в XVI–XVII веках, когда модель на -ин была ещё вполне продуктивна, или о том, что основа оканчивалась на гласный звук (Титюлька), что автоматически требовало суффикса -ин. В любом случае, перед нами не вторичная фамилия от календарного имени, а живое прозвище, которое дали человеку за глаза — вероятно, низкорослому или младшему в семье, которого называли уменьшительно-ласкательно.