Фамилия Авдонькин образована от разговорной формы крестильного имени Авдий. В основе — Авдонька, одна из множества обиходных вариаций, которые в русской традиции возникали от полных церковных имён. Само имя Авдий пришло из древнееврейского языка и означает «служащий Богу»: в Библии так звали одного из двенадцати малых пророков.

Модель образования фамилии типична для восточнославянской ономастики: суффикс -ин указывает на принадлежность — «чей?» — «сын Авдоньки» или «человек из семьи Авдоньки». Такие фамилии на -ин чаще всего встречались в северных и центральных регионах России, где в быту активно использовали уменьшительно-ласкательные формы имён.

Скорее всего, основатель рода Авдонькиных был выходцем из рабочей или крестьянской среды. Фамилии на -ин, образованные от разговорных вариантов имён, редко встречались у дворянства и духовенства — там предпочитали полные именные формы или фамилии на -ский. Поэтому Авдонькины, вероятно, относились к непривилегированным сословиям, где имя Авдонька звучало естественно и обиходно.

В документах фамилия могла записываться по-разному: Авдонкин, Авдонькин, реже — Авдонькинов. Двойное написание с мягким знаком и без него — следствие живой устной речи, где окончание -ька в имени Авдонька при склонении давало варианты и с твёрдым, и с мягким согласным. В современном написании закрепился вариант через -ь-.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Авдеев, Авдюшин, Авдотьин — показывает, что все они восходят к одному корню, но через разные промежуточные формы. Авдонькин стоит ближе всего к южнорусской и украинской традиции, где имя Авдий часто переходило в Авдон, Авдонька, а не в Авдей или Авдюша.