Фамилия Тылечкина — женская форма фамилии Тылечкин, и её разбор стоит начать с суффикса, который сразу выдаёт происхождение. Суффикс -ин указывает на принадлежность: в русской традиции так образовывались фамилии от основ, оканчивающихся на -а или -я. То есть предка, давшего фамилию, звали Тылечка. Это не полное имя, а уменьшительно-ласкательная или обиходная форма какого-то имени или прозвища.

Корень Тыл- ведёт к двум основным версиям. Первая — от слова «тыл» (задняя сторона, спина). В древнерусском языке и диалектах прозвище Тыло могли дать человеку, который всегда держался позади, был нерешительным, или, наоборот, тому, кто прикрывал тыл в бою или походе. Вторая, более вероятная версия — от личного имени Тыла, которое было краткой формой от календарного имени Матфей (в народном произношении — Матвей). В русских говорах имя Матвей сокращали до Тыля, Тыла, а от них уже образовывали ласковые Тылечка, Тылечко. Подобные переходы (Матвей → Тыля) встречаются в ономастике, например, имя Афанасий давало форму Фаня, а Артемий — Тёма.

Фамилия редкая, географически привязана к центральным и северным областям России, где были распространены «тыкающие» говоры и характерное смягчение согласных. Встречается она преимущественно в Поволжье и некоторых районах Сибири, куда переселенцы принесли её в XIX веке. Социальный состав носителей, скорее всего, крестьянский или мещанский: фамилии с суффиксом -ин в этой среде были нормой, а сложные дворянские суффиксы вроде -ский здесь не появились.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями (Тылов, Тыловец, Тылькин), то Тылечкина стоит особняком из-за уменьшительного суффикса -ечк-, который придаёт фамилии оттенок неформальности, почти семейного прозвища. В документах XVII–XVIII веков такие формы часто фиксировались как уличные прозвания, которые позже стали официальными фамилиями. Таким образом, предок нынешних Тылечкиных был, вероятно, Матвеем, которого в деревне ласково звали Тылечкой — и это прозвище закрепилось за его потомками.