Фамилия Цвилишен — редкий случай, когда географическое происхождение просматривается почти однозначно, а вот корень остаётся загадкой. Судя по финали «-ен», это не исконно русская фамилия, а скорее немецкая или еврейская (ашкеназская), записанная в русском варианте. В немецком суффикс «-ен» часто указывает на принадлежность к местности или профессии, либо является формой множественного числа. Сама основа «Цвилиш» (Zwielisch, Zwilisch) в немецком языке может восходить к слову «Zwielicht» — «сумерки», «полумрак». В таком случае прозвище Zwielicht могли дать человеку с неясным, загадочным нравом или тому, кто работал в сумерках — например, пастуху, возвращавшемуся с пастбища затемно.

Однако есть и другая, более бытовая версия. В южнонемецких диалектах «Zwilisch» — это разновидность плотной льняной ткани, «тик» или «двойная ткань». Тогда Цвилишен — это, скорее всего, тот, кто ткал или торговал такой материей. Фамилии, образованные от названий тканей, в немецкоязычной среде не редкость: сравните Лайнен (Leinen — «льняной»), Саммет (Samt — «бархат»). В пользу этой версии говорит то, что фамилия могла возникнуть в среде ремесленников, а не как поэтическое прозвище.

В России фамилия Цвилишен встречается единично, в основном в записях конца XIX — начала XX века, и почти всегда — у лиц еврейского происхождения, переселившихся из черты оседлости. Немецкие колонисты, осевшие в Поволжье и на юге империи, тоже приносили подобные фамилии, но у них чаще встречаются формы на «-ер» (Цвилишер) или на «-ман» (Цвилишман). Форма «Цвилишен» — это, по всей видимости, русифицированная запись исходной фамилии, где окончание сохранило немецкое множественное число или падежную форму. Словообразовательная модель простая: корень Zwilisch + суффикс множественности -en, который в русском контексте стал восприниматься как окончание. Таким образом, предки носителя этой фамилии, скорее всего, были либо ткачами, либо торговцами сукном в одном из городков Западной Украины, Беларуси или Польши, где осели немецкоязычные ремесленники.