Фамилия Точилкинин — редкий случай, когда в основе лежит не имя, не профессия и не географическое название, а прямое указание на инструмент. Корень здесь — «точилк(а)», то есть приспособление для заточки ножей, кос, свёрл. В словаре Даля «точилка» — это и брусок, и станок, и даже точильный камень. Человек, получивший такое прозвище, мог быть точильщиком — мастером, ходившим по дворам и правившим лезвия. В XIX веке это было распространённое ремесло: точильщики работали и на ярмарках, и в кустарных мастерских, и в поместьях.

Словообразовательная модель фамилии нестандартна. Обычно от прозвища «Точилка» образовали бы Точилкин — с типичным суффиксом -ин. Но здесь двойной суффикс: -ин-ин. Это характерно для некоторых северных и сибирских говоров, где фамилии на -инин (Точилкинин, Сапожкинин) встречаются чаще, чем в средней полосе. По сути, Точилкинин — это «сын Точилкина» или «из семьи Точилкиных». Такая форма могла закрепиться в переписях, когда писарь записывал крестьянина по отцу: «Иван, Точилкин сын», а потом фамилия застыла в этой удлинённой версии.

Версия о происхождении от имени или прозвища Точилко (уменьшительное от Точила) менее убедительна: суффикс -к- в основе «точилк-» проще объяснить именно как «точилка», а не как личное имя. Встречаются фамилии Точилов и Точильников — они тоже от ремесла, но там суффиксы -ов и -ник, а Точилкинин стоит особняком из-за своей редкой грамматической конструкции.

Географически фамилия тяготеет к Вологодской, Архангельской и Кировской областям — регионам, где сохранялись архаичные модели фамилеобразования и где ремесло точильщика было востребовано вплоть до начала XX века. В дореволюционных метрических книгах Точилкинины встречаются среди государственных крестьян и мещан, без связи с дворянством. Сословной элиты среди носителей не было — это типичная «ремесленная» фамилия, которая не утратила связи с занятием предка.