Фамилия Денин образована от имени Деня — просторечной, сокращённой формы имени Денис. Само имя Денис восходит к древнегреческому Дионисий, имени бога виноделия, плодородия и природных сил. В русском обиходе полное имя Денис сокращали по-разному: Деня, Дена, Денюха. От формы Деня и возникла фамилия Денин, то есть «сын Дени» или «потомок Дени».

Словообразовательная модель здесь проста и типична для восточнославянских фамилий: суффикс -ин присоединялся к основе, оканчивающейся на -а или -я. Так получались фамилии, указывающие на принадлежность к конкретному человеку — в данном случае к Дене. Эта модель широко распространена: ср. Дёмин (от Дёма, уменьшительного от Демьян или Дмитрий), Сенин (от Сеня, формы Семёна или Арсения). Денин стоит в том же ряду.

Интересно, что в отличие от фамилий на -ов (Иванов, Петров), которые чаще встречались в центральных и южных губерниях, фамилии на -ин более характерны для северных и северо-восточных земель России. Поэтому можно предположить, что первые носители фамилии Денин жили где-то в районе Архангельской, Вологодской или Вятской губерний, где такая модель была особенно популярна. Впрочем, точных данных о географии без специального исследования нет — фамилия не из самых частых, и её носители встречаются в разных регионах.

Имя Денис в народе всегда было любимым, несмотря на церковное происхождение. Святой Денисий (Дионисий) Ареопагит почитался как покровитель учёных и судей, но в крестьянской среде имя чаще связывали просто с весёлым нравом и здоровьем — по ассоциации с богом виноделия. Так что предок-Деня мог быть человеком жизнерадостным, либо просто носил имя в честь деда или крёстного.

Есть и альтернативная версия, хотя и менее вероятная: в некоторых говорах «деня» означало «денщик» или «слуга». Но в этом случае фамилия была бы скорее прозвищной, а не отчественной, и по правилам русского словообразования её форма осталась бы той же — Денин. Однако большинство ономастов склоняются к версии с именем Денис, как к более естественной и массовой.

Фамилия Денин не принадлежала дворянским родам — в исторических документах она не встречается среди столбовых фамилий. Это фамилия крестьянская, мещанская или купеческая, что типично для поздних отчеств на -ин. Сейчас она встречается нечасто, но в ней нет ничего редкого или искусственного: обычная русская фамилия, в основе которой — простое и понятное уменьшительное имя.