Фамилия Цепелин — одна из тех, что на слуху благодаря знаменитому «Цеппелину», но писать её через «е» в корне — ошибка, уводящая в сторону. Настоящая русская фамилия пишется через «е» и имеет совсем другую, более прозаичную природу, чем воздухоплавание.

Основа фамилии — слово «цеп» или «цепелина» (в некоторых говорах). Цеп — это ручное орудие для молотьбы: две палки, соединённые ремнём. Работа цепом была тяжёлой и требовала сноровки. Прозвище Цепа или Цепель могли дать либо крестьянину, который постоянно молотил, либо человеку с длинными, худыми руками, похожими на рукоятку цепа. В некоторых диалектах «цепелина» означала и саму палку от цепа, и неуклюжего долговязого человека. Таким образом, фамилия Цепелин — это отчество от прозвища, образованное с помощью суффикса -ин, который в русской ономастике указывает на принадлежность: «чей?» — Цепелин, то есть сын или потомок Цепели.

Суффиксальная модель здесь редкая: не типичное -ов/-ев, а -ин, что характерно для прозвищ, оканчивающихся на мягкий согласный или -а/-я. Фамилия могла звучать и как Цепелев (от Цепель), но форма Цепелин закрепилась в тех регионах, где было распространено слово «цепелина» или прозвище Цепеля. Связь с известным немецким графом Цеппелином (von Zeppelin) — случайное совпадение: немецкая фамилия происходит от названия местечка Цеппелин в Мекленбурге.

Встречается фамилия в основном в центральных и северных областях России, где молотьба цепом была основным способом обмолота вплоть до начала XX века. Носители фамилии — потомки крестьян, которых прозвали за их работу или внешность. Никакого отношения к дирижаблям и аристократии у Цепелиных нет, зато есть прямая связь с землёй, хлебом и крестьянским трудом.