Фамилия Вилкины (а также её мужская форма Вилкин) образована по одной из самых распространённых в русском языке моделей: от прозвища или профессии с помощью суффикса -ин. Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Вилкин, то есть сын, потомок или человек из рода Вилки.

Основа фамилии — прозвище Вилка. В русских говорах словом «вилка» называли не только столовый прибор, но и любой предмет с раздвоенным концом, в первую очередь — вилы. Вилы были главным орудием крестьянина: ими сгребали сено, ворошили солому, поднимали на стог. Поэтому прозвище Вилка чаще всего давали человеку, который постоянно работал с вилами — косцу, сенокосцу или тому, кто укладывал скирды. Однако у этого прозвища могла быть и другая, менее очевидная подоплёка: в горном деле «вилкой» называли особый инструмент для отбойки руды. Соответственно, предок Вилкиных мог быть не земледельцем, а рудокопом или шахтёром.

Вероятно, прозвище закрепилось за конкретным человеком не из-за случайного использования вил, а как устойчивая характеристика по ремеслу. В русской ономастике такие «инструментальные» фамилии (Топоров, Лопатников, Вилков) не редкость, и Вилкины стоят в одном ряду с ними. Отметим, что форма Вилкин — более старая и патронимическая, в отличие от фамилии Вилков, где суффикс -ов указывает на ту же принадлежность, но мог закрепиться в других говорах или социальных слоях.

Точное место и время возникновения фамилии Вилкины сейчас установить сложно. Процесс формирования русских фамилий шёл несколько столетий, и прозвище Вилка могло появиться в любом регионе, где занимались сельским хозяйством или горным делом. Ясно одно: фамилия эта — не книжная и не искусственная, а живая, народная, возникшая из повседневного быта и работы.