Фамилия Жылин — редкий случай в русской ономастике, где написание через «ы» после «ж» не является опечаткой или искажением. В современном русском языке после шипящих «ж» и «ш» буква «ы» не пишется, а в фамилиях такое возможно в двух случаях: либо это южнославянское происхождение (болгарское, сербское), либо результат старой орфографической фиксации до реформы 1918 года, когда «ы» могло встречаться после шипящих в заимствованных или диалектных формах. Однако в русской традиции фамилии на -ин обычно образуются от основ на -а/-я, и корень «жыл» (от «жить») дал бы форму «Жилин». Вариант «Жылин» указывает на то, что основа произносилась с твёрдым «ж», что характерно для белорусских и украинских говоров, где «жи» звучит твёрдо, как «жы».

Вероятнее всего, фамилия происходит от прозвища Жыла — так в южнорусских, украинских и белорусских диалектах называли скупого, прижимистого человека (от «жилиться» — скупиться, тянуть жилы). В русском литературном языке это слово звучало бы как «Жила», но в диалектной речи «ы» сохраняло твёрдость. Суффикс -ин указывает на принадлежность: «сын Жылы» или «из семьи Жылы». Таким образом, первый носитель фамилии мог получить прозвище за скаредность или, наоборот, за крепкую хозяйственность.

Менее распространённая версия связывает фамилию с названием ремесла: «жыла» — в некоторых говорах так называли жильца, постояльца, либо человека, который «жилит» — тянет, натягивает что-то (например, кожу или верёвку). Но эта гипотеза слабее, так как глагол «жилить» в значении «тянуть» фиксируется редко, а прозвище «Жыла» в значении «скупой» документировано в словаре русских народных говоров.

Географически фамилия Жылин тяготеет к западным и юго-западным регионам бывшей Российской империи: современные Брянская, Смоленская области, а также Беларусь и Украина. Встречается она редко — в сотни раз реже, чем «Жилин», что подтверждает её диалектное происхождение, не прошедшее орфографическую стандартизацию. В дореволюционных метрических книгах можно найти обе формы даже у одной семьи, так как писарь мог записать фамилию на слух, не задумываясь о правилах.

Социальный состав носителей — преимущественно крестьянское и мещанское сословие. Фамилия не дворянская, не упоминается в родословных книгах. Если искать однокоренные аналоги, то «Жилин» и «Жилкин» образованы от той же основы, но с разными суффиксами, а «Жылин» стоит особняком как маркер диалектной речи, застывший в документе.