Фамилия Антюнкин — редкий случай, когда за основу взяли не полное крестильное имя, а его обиходную форму, причем с неочевидным корнем. Если бы фамилию образовали от стандартного Антон, мы бы получили Антонов или Антонин. Здесь же сработала народная фонетика: имя «стянули» и добавили суффикс субъективной оценки -юн(я) (как Ванюня, Петюня), что дало форму Антюня. А уже от неё через суффикс -к(а) возникло обиходное прозвище Антюнка — «маленький Антон» или «сын Антона».

Словообразовательная модель типична для русских фамилий на -ин: она указывает на принадлежность. Антюнкин буквально означает «чей?» — сын Антюнки. Суффикс -ин, в отличие от -ов, чаще присоединялся к основам, оканчивающимся на -а или -я. Такие фамилии в основном бытовали в северных и центральных губерниях России, где патронимические прозвища на -ка были особенно распространены в XVI–XVII веках. В этом смысле Антюнкин — не исключение, а яркий представитель той самой модели, которая дала нам множество «домашних» фамилий вроде Васькин, Петькин или Ванькин.

Интересно, что фамилия могла закрепиться и без прямого отношения к имени Антон. В некоторых говорах «антюнка» — диалектное слово, означавшее нечто неповоротливое или ленивое, от глагола «антюнить» (медлить, копаться). Однако эта версия менее убедительна: фамилии от прозвищ по характеру обычно образуются от более экспрессивных корней (Лентяй, Копыто), а здесь звуковая близость к имени слишком велика. Скорее всего, перед нами именно «народный» вариант имени Антон, который в письменных источниках (ревизских сказках, метриках) мог записываться как Антюнка, а потом превратился в фамилию.

В отличие от массовых Антоновых, носители фамилии Антюнкин встречаются редко и локально. Это говорит о том, что фамилия возникла в одном конкретном роду или в небольшой местности, а не разошлась широко по стране. Судя по концентрации, её ядро — юг России, в частности Ростовская область и Краснодарский край, куда фамилия могла попасть с переселенцами из центральных губерний. Сословно предки Антюнкиных, скорее всего, были крестьянами или однодворцами — именно в этих средах имена в уменьшительной форме чаще становились фамилиями.