Фамилия Винтилов — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, сохранило прямую связь с ремеслом или предметом. Винтил — это не искажённое имя и не забытое языческое прозвище, а скорее всего, прозвание человека по характерному действию или внешности. В говорах «винтить» значило «вертеться, крутиться, суетиться» или «хитрить, изворачиваться». Соответственно, Винтилом могли назвать непоседливого, юркого человека, а в ироничном ключе — того, кто любил обходить правила.

Второй, более прозаичный вариант: прозвище дали мастеровому, работавшему с винтами — слесарю, механику или часовщику. В XIX веке винты были деталью, требующей точности, и слово «винтить» в профессиональной среде означало «нарезать резьбу». Тогда Винтилов — потомок ремесленника, чья специальность отразилась в фамилии.

Фамилия образована по продуктивной модели: основа Винтил + суффикс -ов, то есть «сын Винтила». Это типичная русская патронимическая фамилия, но не от крестильного имени, а от мирского прозвища. Встречается она преимущественно в центральных и северных регионах России, где сохранились архаичные говоры, но точных статистических данных по распространению нет — фамилия редкая.

Есть и третья, менее вероятная версия: связь с диалектным словом «винтель» — название части рыболовной снасти. Тогда Винтилов — прозвище рыбака. Однако эта гипотеза слабее: переход «винтель» в «винтил» неочевиден, и поддерживающих её источников мало.

Родственных фамилий с тем же корнем немного: Винтов, Винтиков, Винтовкин. Все они указывают на ту же семантическую ветвь — ремесло или бытовую черту. Сословной принадлежности у Винтиловых не прослеживается: фамилия могла возникнуть и у крестьянина, и у городского мастерового.