Фамилия Винтилина — редкая и неочевидная. На первый взгляд в ней слышится что-то механическое, деталь от станка, но это скорее случайное созвучие. Чтобы понять её происхождение, нужно отвлечься от современного слова «винт» и посмотреть на суффикс.

Модель образования указывает на притяжательное прилагательное с суффиксом -ин. Такие фамилии в русской традиции обычно строятся от личного имени или прозвища отца: чей? — Винтилин, то есть сын Винтилы. Основа здесь — мужское прозвище Винтила. В русских говорах слово «винтить» имело переносное значение — «извиваться, увёртываться, хитрить», а также «шататься, бродить без дела». Соответственно, Винтилой могли назвать человека юркого, неспокойного, либо того, кто любил «вилять» в разговоре. В некоторых диалектах «винт» означал «завиток», «кудри», и прозвище могло относиться к кудрявому человеку.

Менее вероятна, но возможна связь с уменьшительной формой имени Валентин (Винтя, Винтик). В таком случае Винтила — это народный вариант домашнего имени, а фамилия Винтилина — отчество от него. Однако суффикс -ила характерен именно для прозвищ, а не для ласкательных форм, поэтому версия с хитрой или вертлявой натурой предка выглядит правдоподобнее.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным областям России — там, где диалектные слова с корнем «винт-» были в ходу. Винтилины — фамилия недворянская, скорее крестьянская или мещанская, что типично для прозвищных фамилий, закреплённых после отмены крепостного права. В официальных источниках XIX века она почти не встречается, что говорит о её локальном бытовании в одной-двух волостях.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Винтиков, Винтов, Винтоня — показывает, что все они образованы от одного прозвищного гнезда, но Винтилина выделяется архаичным суффиксом -ин, который в данном случае не указывает на женскую линию, а фиксирует принадлежность к конкретному человеку по отцу.