Фамилия Цырлинсон — редкий пример фамилии, образованной по модели, характерной для ашкеназских евреев, с патронимическим суффиксом «-сон» (буквально «сын»). Такие фамилии массово закреплялись в черте оседлости Российской империи в конце XVIII — XIX веках, когда еврейское население обязали взять наследственные фамилии. Форма «-сон» вместо более распространённого «-ович» типична для фамилий, возникших под влиянием немецкого и идиша.

Основа фамилии — «Цырл(ин)». Скорее всего, это вариант мужского личного имени Цирл, которое является уменьшительной формой от Цир (Цирка, Цирко) — в свою очередь, краткой формы библейского имени Исраэль (Израиль) на идише. В ашкеназской традиции имя Цирл было популярным, а фамилии на «-ин» (вроде Цырлин) означали принадлежность: «сын Цирла». Добавление «-сон» к уже готовой основе Цырлин (то есть «сын Цырлина») — это вторичная патронимическая конструкция, которая усиливает значение «потомок».

Встречаются и другие версии происхождения основы. Например, от идишского слова «цирл» (циркуль) — прозвище для человека точного, аккуратного, возможно, ремесленника-чертёжника или портного. Однако гипотеза с личным именем выглядит надёжнее, поскольку прозвищные фамилии редко образуют двойной патронимический суффикс («-ин» + «-сон»). Географически фамилия тяготеет к западным губерниям (современные Беларусь, Украина, Литва), где в XIX веке жили носители фамилии Цырлин, от которых и пошли Цырлинсоны.

В написании фамилии возможны варианты: Цырлинзон (с «з» вместо «с»), что отражает особенности произношения в разных диалектах идиша. Также встречается написание Цирлинсон, но с «ы» в корне — более точная передача твёрдого звука, характерного для восточноевропейского произношения.