Фамилия Воротилищев — редкий пример, где основу почти наверняка составляло не имя, не профессия, а прозвище, и притом нелестное. Корень здесь — «воротить» в значении «отворачивать, отвращать, вызывать отвращение». Слово «воротила» в современном языке означает крупного дельца, но в старину «воротилой» или «воротилищем» называли человека, который «воротит нос», то есть брезгует, капризничает, привередничает. Суффикс -ищ- в русских прозвищах часто придавал увеличительное или уничижительное значение: не просто «воротила», а «большой воротила» или, скорее, «тот, кто постоянно воротит». Модель образования проста: прозвище Воротилище → фамилия Воротилищев (чей? — сын или потомок Воротилища).

Менее вероятна, но теоретически возможна версия, связывающая фамилию с диалектным глаголом «воротить» в значении «возвращать» или «поворачивать». Тогда прозвище могло относиться к человеку, который, например, воротил лошадей, работал на повороте дороги или возвращал украденное. Однако эта гипотеза слабее: в русских говорах «воротила» в значении «брезгун» зафиксировано гораздо шире, а суффикс -ищ- в таких прозвищах встречается именно у экспрессивных, насмешливых кличек (сравните: Гуляй-Воротило — персонаж из русских сказок, лентяй и бездельник). Филолог Б. Унбегаун в своих работах по русским фамилиям не упоминает Воротилищев, но отмечает, что фамилии на -ищев (типа Городищев, Дворищев) обычно образованы от топонимов или прозвищ с тем же суффиксом.

Географически фамилия тяготеет к центральным и северным регионам России — там, где сохранились древние суффиксальные модели и где «воротить» в значении «брезговать» было в ходу. Встречается она крайне редко, что тоже говорит в пользу прозвищного, а не профессионального происхождения: массовых профессий «воротильщик» не существовало.

Таким образом, предок носителей фамилии Воротилищев, скорее всего, получил насмешливое прозвище за свой разборчивый, капризный нрав или за манеру отворачиваться от еды, работы, людей. Соседи называли его Воротилищем — и это прозвище закрепилось за родом.