Фамилия Димиткина, как и большинство русских фамилий на -ин, образована от имени или прозвища отца. Основа здесь — Димитка, уменьшительная форма от канонического имени Димитрий (церковное Димитрий, народное Дмитрий). Суффикс -к- в данном случае не столько уменьшительно-ласкательный, сколько обиходный: так в разговорной речи называли человека, не придавая особого почтения, но и без пренебрежения. Фамилия значит «дочь (или жена) Димитки», то есть принадлежащая к роду человека, которого в быту звали Димиткой.

Интересно, что форма Димитка, а не привычное Дмитрий или Димитрий, встречается в основном в южнорусских и украинских говорах. Там имя Димитрий нередко произносили с полногласием «Димит-», а не через стяжение «Дмит-». В северных и центральных регионах России закрепилась форма Дмитрий, от которой пошли фамилии Дмитриев, Дмитриевский. Димиткин, Димитров (болгарского происхождения) и Димиткина — это маркер южного или западного диалекта, возможно, выходцев из Курской, Воронежской губерний или с Украины.

Суффикс -ин указывает на то, что фамилия формировалась в среде, где патроним (отчество) передавался по материнской линии: Димиткина буквально — «чей?» — Димиткина. В крестьянской среде до отмены крепостного права фамилии на -ин часто давали по имени матери или жены, если мужчина был дворовым или не имел официального статуса. Однако в случае Димиткиной это скорее случайность: женщина могла получить фамилию по отцу, а мужчина — по отцу или деду, но форма осталась женской. В современных документах фамилия Димиткина — женский вариант, а мужской — Димиткин.

Встречается фамилия редко, что подтверждает её диалектную природу. В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) форма Димиткин не выделяется в отдельную статью, но попадает в гнездо производных от Димитрий. Если искать аналоги, то ближайшие — Димитров, Димитриев, Димитрашко. Фамилия Димиткина могла возникнуть в конце XVII — начале XIX века, когда крестьяне получали фамилии по имени главы семьи, и сохранила архаичное произношение, не поддавшееся московской норме.