Фамилия Цыцылкин — редкая и внешне необычная, но её происхождение раскладывается на простые и понятные части. В основе лежит прозвище или некалендарное имя Цыцылка. Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Цыцылкин, то есть сын или потомок Цыцылки.

Корень слова, скорее всего, звукоподражательный. В русских говорах «цыкать» означает прищёлкивать языком, издавать резкий, отрывистый звук, а также — покрикивать на кого-то, приструнивать. «Цыц» — общеизвестный окрик, требующий замолчать. Человек мог получить прозвище Цыцылка за манеру говорить отрывисто, цокать, или же за привычку командовать, одёргивать окружающих. Уменьшительный суффикс -к- придаёт прозвищу бытовой, даже ласкательный оттенок — так могли назвать невысокого, юркого или суетливого человека с характерным голосом.

Менее вероятная, но допустимая версия — связь с диалектным словом «цыца» или «цыцька», которое в некоторых регионах обозначало грудь, сосок. В этом случае прозвище могло быть связано с внешностью или с кормлением (например, так могли прозвать младенца, который долго не отрывался от груди). Однако для фамилии эта версия слабее: прозвища от частей тела обычно образуются без уменьшительного суффикса (Губа, Нос), а Цыцылка — уже прозвище второго порядка.

Фамилия Цыцылкин почти не встречается в центральных областях России. По данным открытых источников, её носители сосредоточены в основном в Поволжье и на Урале, что характерно для поздних фамилий, возникших в среде крестьян и мещан после отмены крепостного права. Фамилия недворянская, нестарая — её не найти в боярских списках XVII века.

С точки зрения словообразования, фамилия стоит в ряду других редких «цокающих» фамилий: Цыбин, Цыпкин, Цыганков. Но Цыцылкин выделяется двойным повтором корня — «цы-цы», что усиливает звукоподражательный эффект и делает прозвище особенно выразительным.