Фамилия Афросин происходит от крестильного имени Ефросин. Греческое слово euphrosyne, лёгшее в его основу, переводится как «радость» или «веселье». В русской народной среде это имя часто произносили как Афрося — через начальное «а» и с утратой начального «е». От этой обиходной формы и образовалась фамилия при помощи типичного русского суффикса -ин, указывающего на принадлежность: «чей?» — Афросин, то есть сын или потомок Афроси.

Словообразовательная модель здесь проста и прозрачна: суффикс -ин присоединяется к основе, оканчивающейся на гласный или мягкий согласный (в данном случае к имени Афрося). Этот суффикс в русских фамилиях встречается реже, чем -ов/-ев, и чаще указывает на более древнее или диалектное происхождение. Фамилии на -ин обычно возникали от имён и прозвищ, заканчивающихся на -а/-я, что характерно для северных и центральных областей России.

Интересно, что имя Ефросин — мужская форма, тогда как более известное женское имя Ефросинья (в народе — Афросинья) происходит от того же греческого корня. Фамилия Афросин, таким образом, — это отчество от мужского имени, а не от женского, что исключает версию о происхождении от матронима. В ономастических справочниках (например, в работах Б. Унбегауна) подобные случаи перехода церковного имени в народную форму с последующей фамилизацией описываются как типичные для русской антропонимии XVII–XIX веков.

Встречаемость фамилии невысока, что говорит о её локальном бытовании. Скорее всего, предки носителей фамилии были крестьянами или посадскими людьми из регионов, где имя Афрося было в ходу. Вариант написания через «а» (Афросин, а не Ефросин) закрепился в документах именно из-за живого произношения — так записывали при переписях и в метрических книгах.