Фамилия Артюнины образована от имени Артюня — просторечной, бытовой формы двух крестильных имён: Артемий (из древнегреческого — «здоровый, невредимый») и Артемон (тоже «невредимый»). Такое стяжение корня — типичный приём русской народной ономастики: громоздкое церковное имя в быту укорачивали до двух-трёх слогов, а затем от этой укороченной формы и пошла фамилия.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Артюнин — «сын Артюни» или «из дома Артюни». По этой же модели возникли тысячи русских фамилий, и Артюнины здесь стоят в одном ряду с Ваниными, Петровыми, Кузьмиными. Разница лишь в том, что имя Артюня встречалось реже, чем Иван или Пётр, а значит, и носителей фамилии меньше.

Версия о тюркском происхождении фамилии (от artuq — «выдающийся, лучший») существует, но она слабая. Во-первых, фамилии на -ин с тюркской основой в центральной России редки и обычно имеют другое оформление. Во-вторых, имя Артюня уверенно выводится из славянского именослова, и нет причин искать для него иноязычный корень. Тюркская гипотеза — скорее догадка, чем обоснованное предположение.

По сословной принадлежности однозначного сказать нельзя. В переписных книгах XVII–XVIII веков Артюнины встречаются и среди крестьян, и среди посадских людей. Утверждение, что основатель рода был «представителем привилегированного сословия», — не более чем общее место: почти любую фамилию можно при желании «возвысить», но факты этого не подтверждают.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным областям России: Архангельская, Вологодская, Костромская губернии. В этих краях имя Артемий в форме Артюня было особенно ходовым. Встречаются Артюнины и на Урале — туда фамилия попала с переселенцами в XVIII–XIX веках.

О времени возникновения фамилии судить можно лишь приблизительно. Массовое закрепление фамилий у крестьян и горожан шло с середины XVII до конца XVIII века. Артюнины, скорее всего, получили свою фамилию именно в этот период.