Фамилия Воротинов образована не от глагола «воротить» в современном бытовом смысле, а от древнерусского прозвища Ворота или Ворот, которое давали человеку, жившему у ворот города, крепости или монастыря, либо сторожу, привратнику. В документах XV–XVII веков такие прозвища встречаются нередко: «воротник» в старорусском языке означал именно сторожа у ворот, а не предмет одежды. К основе Ворота/Ворот добавили суффикс -ин, который в русской антропонимии указывал на принадлежность: Воротинов буквально — «сын Вороты» или «из семьи Ворота».

Модель образования здесь классическая для северных и центральных областей России: отчество на -ин от существительного мужского рода с окончанием -а. Но есть нюанс: если бы прозвище звучало как Ворот (без окончания -а), фамилия имела бы форму Воротов. Форма Воротинов закрепилась, скорее всего, в тех говорах, где слово «ворот» склонялось по типу «ворот — ворота», и прозвище бытовало в форме Ворота. Поэтому фамилия географически тяготеет к северо-восточным и поволжским землям, где такие окончания были обычны.

Менее вероятная, но допустимая версия связывает фамилию с диалектным глаголом «вороти́ть» в значении «поворачивать, возвращать» или даже «управлять, распоряжаться». В этом случае прозвище Ворота могло достаться человеку, который «воротил делами» — был ключевым распорядителем, старостой. Однако первое объяснение (привратник) подтверждается большим количеством однокоренных фамилий — Воротников, Воротнев, Воротин — и устойчивостью прозвищ по месту службы в допетровской Руси.

Среди однокоренных фамилий Воротинов стоит особняком по суффиксу: «Воротников» указывает на прямую профессию (воротник — сторож), а Воротинов — на личное прозвище предка. Такое различие в словообразовании нередко говорит о более раннем возникновении фамилии на -ин, когда прозвище ещё не успело превратиться в профессиональное название.

Встречаемость фамилии сегодня невысокая, она редкая даже по сравнению с Воротниковыми. Основные очаги — Нижегородская, Костромская и Кировская области, что подтверждает северо-восточный след. В дореволюционных переписях Воротиновы фигурируют преимущественно как крестьяне и мещане, без следов дворянского происхождения.