Фамилия Воротилкина — женская форма фамилии Воротилкин, и её разбор стоит начать с неочевидного на первый взгляд корня. Вопреки ожиданию, основа здесь не от слова «воротить» (в значении «поворачивать» или «делать воротник»), а от древнерусского прозвища Воротило. Прозвище это было связано с глаголом «воротить» в смысле «возвращать, отворачивать, править» — так могли назвать человека, который занимался отворотом чего-либо: например, отводил воду, разворачивал лошадей или даже «отворачивал» нечистую силу (в народной магии существовали «воротилы» — знахари, делающие отвороты).

Суффикс -к- в основе Воротилк- указывает на то, что прозвище имело уменьшительную или уничижительную форму: Воротилко. В русских говорах суффикс -к(о) часто давал именам и прозвищам оттенок просторечия или принадлежности к низшим слоям общества. Затем от Воротилко по типичной модели образовалась фамилия Воротилкин: притяжательное прилагательное «чей?» — Воротилкин сын, то есть потомок человека по прозвищу Воротилко.

Географически фамилия Воротилкин (и её женская форма) тяготеет к центральным и поволжским регионам России. Встречается она нечасто, что говорит о локальном бытовании прозвища. В ономастических справочниках (например, у Б. Унбегауна) такая модель разбирается в ряду фамилий от прозвищ на -ил(о), -ыл(о): Губило, Дубило, Квасило. Воротилко стояло в том же ряду — прозвище по действию, которое человек часто совершал или за которым его застали.

Спорных версий здесь немного: иногда фамилию ошибочно связывают с воротником (одеждой) или с воротами, но это лингвистически слабо — суффикс -ил- характерен для названий орудий и деятелей (точило, светило, воротила), а не для предметов одежды. Правдоподобнее всего версия с прозвищем-оберегом или профессиональным именованием: Воротилко мог быть тем, кто «воротит» дела, то есть управляет, распоряжается, либо, наоборот, тем, кто отворачивает беду.

Таким образом, фамилия Воротилкина донесла до нас память о прозвище, которое могло звучать и как насмешка, и как уважение — в зависимости от того, что именно «воротил» предок.