Фамилия Антонидин — редкий случай, когда в основе лежит не прозвище и не профессия, а личное имя, причём не в крестильной, а в канонической, церковнославянской форме. В её центре — имя Антонида (женская форма от Антоний), которое в святцах встречается как Антонида, но в бытовой речи часто упрощалось до Антонины.

Модель образования проста: к основе «Антонид» добавили типичный русский суффикс принадлежности -ин. В крестьянской среде фамилии на -ин образовывали от имён и прозвищ матери, если женщина была главой семьи, вдовой или если имя отца было менее употребительным. Однако в случае с Антонидиным скорее всего сработал другой механизм: фамилию дали по имени матери, которая носила редкое для деревни полное церковное имя Антонида — в отличие от более ходового Антонина. Такое имя могла получить девочка в семье старообрядцев или в местности, где строго следовали месяцеслову.

Географически фамилия тяготеет к центральным и северо-западным губерниям России. В дореволюционных метрических книгах Антонидины встречаются в основном среди государственных крестьян и мещан — сословий, где фамилии на -ин были нормой. Дворянских корней у фамилии нет: в родословных книгах она не зафиксирована.

Есть и альтернативная, менее убедительная версия: от прозвища Антонид — человека, который чем-то напоминал святую Антониду (например, кротостью или внешностью). Но она проигрывает первой, так как прозвища по именам святых в мужском роде давали редко, а фамилия мужская, хотя основа женская. Скорее всего, предок носителя фамилии был сыном Антониды — и так закрепилось в документах.

В написании фамилии стоит обратить внимание на ударение: в большинстве говоров оно падает на третий слог — Антони́дин, реже на первый — А́нтонидин. Встречаются единичные варианты Антониден (под влиянием украинской или белорусской традиции), но в русском языке закрепилась форма с -ин.