Фамилия Антошечкин — наглядный пример того, как в русском языке из одного имени может вырасти целое семейство родственных фамилий. Она образована от имени Антон (в просторечии — Антоша) через уменьшительно-ласкательную форму Антошечка. Суффикс -ечк- в основе указывает на то, что так в быту называли ребёнка или близкого человека. Фамилия Антошечкин, таким образом, означает «сын Антошечки», то есть потомок того, кого в семье ласково звали Антошечкой.

Модель образования здесь та же, что и у фамилий вроде Ванюшечкин, Петрушечкин, Ивашечкин: к основе с двойным уменьшительным суффиксом (-ечк-) добавляется притяжательный суффикс -ин. В отличие от более частых Антоновых (от полного имени) или Антошиных (от короткой формы «Антоша»), фамилия Антошечкин встречается реже, что делает её более локальной и «домашней». Она несёт отпечаток не просто имени, а именно семейного, внутриродового прозвища.

Географически фамилия тяготеет к центральным и южным областям России, где имя Антон было особенно популярно. В крестьянской среде, где фамилии часто закреплялись в XIX веке, прозвище Антошечка могло закрепиться за человеком, которого так звали в детстве или в кругу близких. Со временем это прозвище стало фамилией, и её носители — потомки того самого Антошечки.

С точки зрения словообразования, фамилия Антошечкин выделяется среди однокоренных двойным «уменьшительным» суффиксом. Если Антонов — «сын Антона», а Антошин — «сын Антоши», то Антошечкин — «сын Антошечки», то есть форма с ещё большей степенью ласкательности. Это говорит о том, что основатель рода, вероятно, был младшим или особенно любимым в семье, и его домашнее прозвище закрепилось за всеми потомками.