Фамилия Диковинкина — женская форма фамилии Диковинкин, а та, в свою очередь, образована от прозвища Диковинка. Основа здесь прозрачная: диковина, диковинный — то есть нечто необычное, странное, редкостное, вызывающее удивление. В русских говорах словом «диковинка» могли назвать причудливый предмет, невиданное животное или просто чудаковатого человека. Скорее всего, прозвище Диковинка получил необычный по поведению или внешности человек — либо тот, кто приносил в деревню редкие товары, рассказывал удивительные истории или владел чем-то, чего никто не видел.

Модель образования типична для восточнославянских фамилий: притяжательный суффикс -ин присоединялся к основе на -а/-я. Диковинка → Диковинкин → Диковинкина. Такая схема характерна для прозвищ и неканонических имён, которые в XVI–XVII веках легко становились фамилиями крестьян и посадских людей. Суффикс -к- в основе (Диковинк-) указывает на уменьшительно-ласкательную или пренебрежительную форму, что типично для бытовых прозвищ.

В отличие от фамилий от канонических имён (Иванов, Петров), Диковинкина — редкий случай, когда в основе лежит не имя, а абстрактное качество, перешедшее в прозвище. Сравните с однокоренными Диков, Диковин, Диковский — все они восходят к тому же корню «дик-», но Диковинкина выделяется «двойным» суффиксом, что делает её более поздней по времени возникновения (вероятно, не ранее конца XVII века). Географически фамилия фиксируется преимущественно в центральных и северных областях России, где диалектное слово «диковинка» было в ходу.

О сословной принадлежности носителей сказать определённо трудно: прозвищные фамилии на -ин встречались и у крестьян, и у мещан, и у однодворцев. Дворянских родов с такой фамилией в официальных родословных книгах не отмечено — скорее всего, предки были вольными хлебопашцами или ремесленниками. Важно: не путайте с фамилией Диковинский — та образована по польско-украинской модели (-ский) и могла принадлежать шляхте или духовенству, тогда как Диковинкина — исконно великорусская, «крестьянская» по способу образования.