Фамилия Антюнкина — редкий пример того, как патронимический суффикс -ин присоединился не к церковному или полному имени, а к его просторечной, «домашней» форме. В основе лежит имя Антон (от латинского Antonius — «вступающий в бой»), которое в народной речи дало множество производных: Антоха, Антоша, Антоня, Антя. Именно последнее, Антя, и стало отправной точкой.

Фамилия образовалась по простой модели: к основе Антюнк- добавили суффикс -ин, который в русском языке отвечает на вопрос «чей?» и означает «сын Антюнки» или «внук Антюнки». Сама основа Антюнк- — это уменьшительно-ласкательная форма с суффиксом -к-, возникшая от имени Антюня. В русских говорах суффикс -юн- придавал имени оттенок ласковости, чаще всего его использовали в семейном кругу для младших. Сравните похожие переходы: Иван — Иванюня — Иванюнка, Степан — Степанюня — Степанюнка.

Предок носительницы фамилии — человек, которого в быту звали Антюнка. В документах XVII–XIX веков такие «полуимена» (Антюнка, Васька, Петрушка) были нормой для крестьян и посадских людей, поэтому фамилия почти наверняка указывает на крестьянское или мещанское происхождение.

Географически фамилия тяготеет к центральным и северным областям России, где суффикс -юн- в личных именах встречался чаще, чем на юге. Встречается вариант написания Антюнькина — с мягким знаком. Это не ошибка, а отражение диалектного произношения, где «н» смягчалось перед «к». Но основная, закрепившаяся в паспортах форма — именно с твёрдым «н»: Антюнкина.