Фамилия Топылин — один из тех редких случаев, где корень слова сохранил почти буквальное значение прозвища. В основе лежит глагол «топырить» — то есть растопыривать, раздвигать, делать торчащим. В северных и сибирских говорах слово «топыра» означало неуклюжего, неловкого человека, который всё делает вразвалку, широко расставляя руки или ноги. Такое прозвище давали либо медлительному увальню, либо, напротив, тому, кто ходил «топорщась», выпячиваясь, словно пытаясь казаться больше. Интересно, что в вятских и пермских диалектах «топылить» имело и второе значение — «сердито выставлять губы», «дуться», так что прозвище могло относиться к человеку с обидчивым или ворчливым нравом.

Модель образования проста и типична для центральной России: к основе «Топыл-» добавили суффикс -ин, указывающий на принадлежность. В древнерусской антропонимии это означало «сын Топылы» или «человек из рода Топылы». Окончание -ин, а не -ов, часто встречается у фамилий, образованных от слов женского рода или от прозвищ с мягкой или шипящей основой, но здесь — случай прозвища, которое само по себе звучало как «Топыла» (существительное общего рода, как «разиня» или «задира»).

Географически фамилия тяготеет к северо-востоку: в переписных книгах XVII века Топылины встречаются на Вятке, в Соликамском уезде и в Поморье. В этих краях слово «топырь» бытовало и как название инструмента — распорки для растягивания чего-либо, так что не исключено, что прозвище дали мастеру, делавшему такие приспособления. Однако первичное значение — бытовое, характерологическое — выглядит более вероятным: в документах той поры Топылины не значатся как ремесленники, чаще — как крестьяне или посадские люди.

Среди однокоренных фамилий — Топоров, Топорков, Топычкин. Но если Топоров прямо указывает на ремесло плотника или оружейника, то Топылин остаётся в кругу прозвищ по внешности или поведению. Спорных версий у фамилии немного: попытка связать её с тюркским «топ» (шар, мяч) или с финно-угорским «топпа» (конец, край) не выдерживает критики — словообразование и ареал уверенно говорят о русской диалектной основе.

В современном русском языке фамилия нечастая, но устойчивая. Её носители, скорее всего, потомки тех самых вятских или пермских крестьян, прозванных за неуклюжую или надутую походку. Как и многие фамилии-прозвища, она со временем потеряла уничижительный оттенок и стала просто родовым именем.