Фамилия Цыцылкины — редкий случай, когда в основе лежит не имя и не профессия, а звукоподражание или детская речь. Самая вероятная версия возводит её к слову «цыцыкать» — так в русских говорах называли цыплят или подзывали их (ср. «цып-цып»). Человек, который постоянно цыцыкал, мог получить прозвище Цыцылка — так в быту нередко называли того, кто возился с домашней птицей или сам, по поведению, напоминал цыплёнка: суетливого, мелкого, писклявого. В некоторых диалектах «цыцылька» означало вообще что-то маленькое, несерьёзное — в этом случае прозвище могло закрепиться за низкорослым или младшим в семье.

Суффикс -ин указывает на типичную модель русских фамилий: «чей?» — Цыцылкин, то есть сын или потомок Цыцылки. Форма множественного числа Цыцылкины встречается редко и говорит о том, что фамилия закрепилась за целым родом или семьёй, а не за отдельным лицом — так в документах могли записать сразу всех домочадцев.

Фамилия почти не встречается за пределами центральных и северных областей России. В переписях XIX века Цыцылкины изредка фиксировались среди крестьян и мещан Владимирской и Костромской губерний — там, где было развито домашнее птицеводство. Дворянских родов с такой фамилией не известно, что подтверждает её простонародное, прозвищное происхождение.

Интересно, что в некоторых старых записях фамилия писалась через «а» — Цацалкины. «Цаца» в русских говорах — игрушка, нечто нарядное или, наоборот, пустое, никчёмное. Если это не ошибка писаря, то перед нами два разных прозвища, которые со временем могли смешаться: цыцылка (птица) и цаца (безделушка). Но большинство исследователей склоняются к «птичьей» версии как к основной — она проще объясняет звуковой состав и бытовой контекст.

Известных исторических деятелей с этой фамилией нет. В современной России Цыцылкины встречаются единично, в основном в Ивановской и Нижегородской областях. Фамилия осталась на уровне локального прозвища, не успев стать массовой.