Фамилия Точилкин образована от прозвища Точилка. В его основе лежит нарицательное «точилка» не в привычном сегодня значении (канцелярская принадлежность для заточки карандашей), а в значении «стальной брусок для натачивания ножей и других небольших острых предметов». Исходя из этого, можно предположить, что основатель рода Точилкиных был токарем. Таким образом, потомок человека, обладающего прозвищем Точилка, со временем получил фамилию Точилкин.

Слово «точилка» в этом смысле — не просто инструмент, а метафора, которая могла закрепиться за человеком по нескольким причинам. Прямое значение указывает на ремесло: точильщик, мастер по заточке инструментов, — профессия на Руси нужная и распространённая. Нож, топор, коса или шило без должного ухода приходили в негодность, поэтому к точильщику обращались и в деревне, и в городе. Но прозвище могло носить и переносный характер — так могли назвать человека язвительного, с острым языком, который «натачивал» словечки не хуже лезвия. Впрочем, версия о ремесле выглядит правдоподобнее: прозвища по профессии в крестьянской среде встречались чаще, чем метафоры характера.

Фамилия построена по классической русской модели с суффиксом -ин, который указывает на принадлежность: Точилкин — сын Точилки. Такая форма типична для фамилий, образованных от слов, оканчивающихся на -а, и встречается повсеместно, от северных земель до южных губерний. Родственные фамилии — Точилов, Точильников, Точин — тоже ведут начало от того же корня, но Точилкин выделяется тем, что закрепил именно уменьшительную форму прозвища. Уменьшительный суффикс -к- здесь не обязательно говорит о малом росте или молодости носителя: в прозвищах он часто служит для передачи бытовой, «домашней» интонации, так могли звать человека в своей среде, а уже потом это имя перешло к детям.

В словарях русских фамилий, например в работе Б. Унбегауна, подобные образования от названий орудий труда и ремёсел разбираются как типичный пласт профессиональных прозвищ. Точилкин — не редкая фамилия, но и не массовая; встретить её можно в разных регионах России, что говорит о широком распространении самого ремесла. Точных исторических дат появления фамилии нет, но по модели образования она относится к позднему средневековью, когда прозвища начали закрепляться за семьями.