Фамилия Воротилины, как и многие русские родовые имена, образована от личного прозвища. В её основе лежит слово «воротила» — так в народе называли человека, который «ворочает делами», то есть заправилу, дельца или уважаемого хозяина, имевшего вес и авторитет среди односельчан. Модель типична для восточнославянской ономастики: прозвище на -ила дало основу, к которой добавили патронимический суффикс -ин, означающий «сын Воротилы» или «из семьи Воротилы».

Однако есть и вторая, более узкая версия, связанная с конкретным ремеслом. В говорах «воротилой» могли называть ткача или мастера, который налаживал ткацкие станки — «ворочал» их части. Это объяснение особенно правдоподобно для северных и центральных губерний России, где ткачество было одним из главных промыслов. Если предок носил такое прозвище по работе, фамилия прямо указывает на его профессиональную принадлежность, а не только на социальный статус.

Суффикс -ин в фамилии Воротилин — один из самых распространённых в русской антропонимии, он указывает на принадлежность к роду. Интересно, что ударение в фамилии обычно падает на третий слог: Вороти́лин, что отличает её от фамилий с тем же корнем, но другим суффиксом (например, Воротилов). В документах XVII–XVIII веков похожие прозвища встречаются в переписях посадского и крестьянского населения, но точное место и время возникновения именно фамилии Воротилин установить сложно — фамилии на -ин у крестьян закрепились позже, чем у дворян, часто лишь к концу XIX века.

Однокоренные фамилии — Воротилов, Воротилкин — помогают увидеть, как варьировалось прозвище в разных говорах. Воротилины, вероятно, происходят из среды, где ценились либо деловая хватка, либо мастерство ручного труда.