Фамилия Детяткина — женская форма, а мужская, Детяткин, образована от прозвища или нецерковного имени Детятка. В основе лежит слово «дитя» (в древнерусском произношении — «детя»). Суффикс -к- в таких именах придавал уменьшительно-ласкательный или, реже, пренебрежительный оттенок: Детятка — буквально «маленькое дитя», «ребёночек». Фамилии с суффиксом -ин указывают на принадлежность: «чей?» — Детяткин, то есть сын или потомок Детятки.

Словообразование здесь необычное: в основе — форма «детят-», где суффикс -ят- (как в «телят», «поросят») указывает на детёныша. То есть Детятка — это не просто «дитя», а скорее «дитятко», «детёныш». Такая модель встречается реже, чем обычное «Деткин» или «Деточкин», поэтому фамилия выделяется на фоне однокоренных.

Что стояло за прозвищем Детятка? Самая вероятная версия — так могли назвать младшего, самого маленького ребёнка в семье, «последыша». В русских говорах слово «детятка» иногда употреблялось и как ласковое обращение к любому малышу. Второй вариант — прозвище могли дать взрослому человеку за низкий рост, хрупкое телосложение или за детскую наивность в поведении. Третья, более редкая гипотеза, связывает прозвище с социальным положением: «детятками» в некоторых регионах называли сирот или подкидышей, которых брали на воспитание.

Географически фамилия Детяткина встречается нечасто, но прослеживается в центральных и северных областях России — в Вологодской, Костромской, Кировской, а также в Поволжье. Это типично крестьянская фамилия, возникшая в среде, где мирские имена (Детятка, Богдан, Ждан) были нормой до XVII века.

Поскольку фамилия образована от прозвища, а не от крестильного имени, её носители вряд ли принадлежали к духовенству или дворянству. Скорее всего, предки Детяткиных — крестьяне или посадские люди, получившие фамилию по семейному прозвищу, которое закрепилось за родом.