Фамилия Зепалин — редкий пример того, как исходное прозвище изменило свой облик при образовании фамилии. В основе лежит слово «запал», но в фамилию оно перешло не напрямую, а через диалектную или просторечную форму с «е» вместо «а» — «зепал». Такая замена встречается в южнорусских и среднерусских говорах, где безударное «а» после мягких согласных могло звучать как «е» или «и». Поэтому Зепалин — это по сути «Запалов» или «Запалин», но записанный на слух в той местности, где говорили «зепал».

Сам корень — «запал» — многозначен. В военном деле и горном промысле так называли воспламенитель: трут у пушки или шнур для подрыва породы. Человек, работавший с такими вещами — пушкарь, подрывник, мастер на каменоломне — мог получить прозвище Запал по орудию труда. С другой стороны, глагол «запаливать» означал не только «зажигать», но и «сильно ударить», «швырнуть». В этом значении прозвище Запал давали драчуну, забияке или вспыльчивому человеку, который «запаливал» в прямом и переносном смысле.

Фамилия образована по стандартной русской модели с суффиксом -ин, который указывает на принадлежность: «чей?» — Зепалин, то есть сын или потомок Зепала. Суффикс -ин характерен для фамилий, образованных от слов, оканчивающихся на -а, -я. В данном случае — от прозвища Зепал (из Запал).

Встречаемость фамилии невысока, что типично для патронимов от узкопрофессиональных прозвищ. Основные очаги — центральные и южные области России, где диалектная замена «а» на «е» была особенно распространена. Таким образом, предок носителей фамилии Зепалин был либо человеком горячего нрава, либо имел дело с огнём и взрывами — в артиллерии или горном деле.