Фамилия Бурдюкин образована от прозвища Бурдюка. В её основе лежит слово «бурдюк» — кожаный мешок из цельной шкуры животного (козы, овцы, лошади) для хранения вина, кумыса и других жидкостей. Процесс изготовления бурдюка был трудоёмким: шкуру снимали через шейное отверстие без разрезов, выворачивали шерстью внутрь, снаружи натирали солью, а изнутри пропитывали дёгтем. Отверстия ног и шеи перевязывали, оставляя одну лапку для вливания жидкости. Вероятно, прозвище Бурдюка относилось к профессиональным именованиям: предок мог заниматься изготовлением таких мешков или торговать ими.

Но есть и вторая версия, менее очевидная. Украинское слово «бурдюга» означало примитивное казацкое жильё земляночного типа, а также «пещеру» или «логово». Если основа прозвища именно оттуда, то Бурдюкой могли назвать человека, жившего в землянке, либо ведущего кочевой образ жизни.

Сама фамилия образована по типичной русской модели: к основе на -а добавился притяжательный суффикс -ин, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Бурдюки). Такая модель характерна для фамилий, возникших в северных и центральных регионах России. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще встречались на юге и востоке, Бурдюкин — типичный образец «северной» ономастики. Со временем прозвище закрепилось за потомками, и сейчас фамилию Бурдюкин можно встретить в разных частях страны, но её географические корни, скорее всего, лежат в тех областях, где было распространено скотоводство и изготовление кожаной тары.