Фамилия Анастасьин — один из редких в русской ономастике примеров «матронима», то есть фамилии, образованной от полного женского имени. В отличие от привычных патронимических фамилий на -ов и -ев, которые отвечали на вопрос «чей сын?» и шли от мужского имени, Анастасьин буквально значит «сын Анастасьи» или «человек Анастасьи». Суффикс -ин здесь указывает на принадлежность, а основа — имя Анастасья, старшая и более бытовая форма церковного имени Анастасия. В XIX веке в простонародье «Анастасья» звучало так же часто, как и «Анастасия», а порой и вытесняло его.

Матронимы в России — явление не массовое, но устойчивое. Они возникали в нескольких случаях: если мать была вдовой и одна воспитывала детей, если отец погиб или пропал без вести, либо если женщина играла в хозяйстве главную роль. Также фамилию по матери могли дать внебрачному сыну, чтобы не выводить его по отцу. Таким образом, родоначальник Анастасьиных — мужчина, которого в документах записали по матери, Анастасье. Это не говорит о низком статусе: в крестьянской и мещанской среде такой способ именования был вполне обычен.

Имя Анастасия (греч. «воскресшая») было очень популярно на Руси, особенно в простонародье. От него пошли целые гнёзда фамилий: Анастасьев, Анастасьин, Анастасьевский, а также уменьшительные формы вроде Настасьин, Настёнкин, Стасьин. Анастасьин — одна из самых прямых, без дополнительных переоформлений, фамилий этого ряда. Географически фамилия встречается рассеянно, но заметна в центральных и южных губерниях России, особенно в Тамбовской, Рязанской и Воронежской областях, где имя Анастасья в быту держалось дольше всего.

В словаре Б. О. Унбегауна «Русские фамилии» модель на -ин от женских имён описана как характерная для северных и центральных областей, но Анастасьин — исключение: южный след здесь сильнее. Вероятно, это связано с тем, что в южнорусских говорах форма «Анастасья» вытесняла церковную «Анастасия» активнее, чем на севере. У фамилии нет альтернативных версий происхождения — ни прозвищных, ни профессиональных. Она недвусмысленно указывает на то, что предок носителя был назван по матери, и это единственное объяснение её корней.