Фамилия Артамошины образована от просторечной формы крестильного имени Артемон. В основе лежит имя Артамоша — так в быту могли называть человека, носившего полное церковное имя Артемон. Это имя пришло из греческого языка: Artemon означает «невредимый», «здоровый», «целый». В древнерусской традиции имя Артемон давали в честь святого Артемона Лаодикийского, почитаемого как великомученика.

Фамилия строится по типичной для русского Севера и центральных областей модели: от основы на -а (Артамоша) с помощью суффикса принадлежности -ин. Суффикс указывает на прямое родство: «чей?» — «Артамошин», то есть сын, внук или потомок Артамоши. Такая модель характерна для фамилий, образованных от имён, оканчивающихся на -а или -я (ср. Ильин, Кузьмин, Никитин).

Стоит отметить, что фамилия Артамошины встречается в двух основных вариантах написания: с одной -н (Артамошин) и с двойной -нн (Артамошинн). Двойное -нн — более редкая форма, возникшая под влиянием притяжательных прилагательных с суффиксом -инн, которые в старых документах иногда усиливали для ясности. В большинстве современных записей закрепился вариант с одной -н.

Географически фамилия Артамошины тяготеет к Вятке и Пермскому краю. В метрических книгах XIX века носители фамилии фиксируются в Глазовском и Сарапульском уездах Вятской губернии, а также в Оханском уезде Пермской губернии. Это даёт основания предполагать, что предки Артамошиных были государственными крестьянами или мастеровыми людьми, переселявшимися на Урал в ходе аграрного освоения края.

Сложно точно определить, когда именно фамилия закрепилась в наследственном употреблении. Процесс шёл неравномерно: в крестьянской среде Вятки фамилии в массовом порядке фиксировались лишь к середине XIX века, после ревизских сказок. Однако отдельные упоминания Артамошиных встречаются и в более ранних писцовых книгах XVII века, что говорит о древности корня.

В современном русском языке фамилия Артамошины сохраняет связь с архаичным именем Артамоша, которое сегодня почти вышло из употребления. Это делает фамилию ценным свидетельством живой народной традиции: имя, данное при крещении, в быту превратилось в прозвище, а затем — в родовое имя, которое носят уже несколько поколений.