Фамилия Тылля — редкий случай, когда географическая привязка оказывается едва ли не единственной надёжной зацепкой. Скорее всего, это польский или белорусский след. В польском языке есть слово «tył» — «зад, тыл», и слово «tyłek» — «задница». От него могло пойти прозвище Тыля, Тылля — так в деревне могли назвать медлительного, нерасторопного человека или того, кто вечно оказывался позади всех. В белорусском диалекте «тылля» — это «задняя часть чего-либо», и прозвище могло закрепиться за тем, кто жил на задворках, на отшибе.

Суффикс -ля в польской и западнорусской антропонимии часто образует прозвища с оттенком ласкательности или, наоборот, пренебрежения: Куля (от «куля» — шар, пуля), Мыля (от «мыло»). Тылля — из того же ряда. Форма фамилии не имеет типичного русского суффикса -ов/-ев, -ин, -ский, что прямо указывает на её польское или белорусское происхождение: в Польше и Беларуси фамилии на -ля (Тылля, Куля, Мыля) встречаются как у крестьян, так и у шляхты.

Версия, что фамилия могла произойти от личного имени, например, от греческого Тихон (через уменьшительное Тыша → Тылля), выглядит натянутой: вторая фаза перехода «ш → лл» нетипична для славянских языков. Гораздо вероятнее, что корень — именно «тыл», а фамилия — прозвищная, и предок носителя был либо нерасторопным, либо жил на краю села, «в тылу».

Поскольку фамилия очень редкая, её география узкая: встречается в Польше (воеводства Подляское, Люблинское) и на западе Беларуси, в Гродненской и Брестской областях. В России почти не фиксируется. Сословная принадлежность предков могла быть любой — от крестьян до мелкой шляхты, но точных данных нет.