Фамилия Артамин, судя по всему, имеет тюркско-арабские корни. Её основа составная: первая часть восходит к тюркскому слову arta («сзади, позади»), вторая — к арабскому amin («надёжный, честный, верный; хранитель, страж»). Такое сочетание могло указывать на человека, который выполнял роль тылового охранника или был известен как надёжный «заслон» — тот, кто прикрывает с тыла.

Менее убедительно выглядит версия, связывающая фамилию с каноническим греческим именем Артемон (от artemes — «невредимый»). Сторонники этой гипотезы считают, что Артамин произошёл от разговорной формы Артама, а чередование гласных е/а объясняют влиянием «акающих» говоров. Однако у этой версии слабое место: суффикс -ин в фамилии Артамин прямо указывает на принадлежность («чей?» — Артамы), а вот само имя Артама в русской традиции встречается редко и не образует устойчивых фамильных гнёзд. Для сравнения: фамилии от имени Артемон (Артемонов, Артемьев) куда многочисленнее и распространённее.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически смешивались тюркские и славянские языки, — Поволжье, Приуралье, юг России. Встречаются носители и в среде крещёных татар, и в русских селениях, что подтверждает версию о заимствовании прозвища из контактной зоны. По сословной принадлежности предки Артаминых, скорее всего, были государственными или вольными крестьянами — фамилия не содержит дворянских формантов и не фиксируется в родословных книгах.

В написании фамилии возможны варианты: Артамин, реже — Ортамин (под влиянием «аканья» на письме). Ударение, по разговорной традиции, падает на второй слог: Артáмин.