Dovrebbe derivare da forme ipocoristiche semplici o composte dell'aferesi di nomi come Tillius, Domitius, Equitius, Statius, Tatius o altri simili.
Secondo un'ulteriore ipotesi potrebbe avere origine da soprannomi legati al greco thylas che significa "otre".
Il cognome Tilli ha un ceppo toscano, soprattutto nel fiorentino, uno nel romano ed uno nel teatino, campobassano e foggiano. Tilelli, molto raro, sembrerebbe calabrese, del crotonese. Tiletti, che sembrerebbe unico, è probabilmente dovuto ad un'errata trascrizione del precedente. Tilla e Tillo sembrerebbero quasi unici, dell'area tra Lazio e Campania.
Il cognome Tilli è 770° nella regione Molise Il cognome Tilli è 466° nella provincia di Firenze Il cognome Tilli è 2° nel comune di BICCARI (FG)
Stemma
Tilli(TOS) (Pisa) D'azzurro, alla croce di sant'Andrea di rosso, accantonata nel 1° da una lettera T d'oro, e negli altri punti da tre stelle a sei punte dello stesso