Фамилия Дитятин — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка не связано с тем значением, которое первым приходит на ум. Несмотря на созвучие со словом «дитя», прямой связи с ребёнком здесь, скорее всего, нет. Филологи и ономасты сходятся во мнении, что корень «дитят-» восходит к древнерусскому глаголу «дитяти» или диалектному «дитять» — то есть «делать что-то тщательно, кропотливо, с усердием». В северных говорах, особенно в архангельских и вологодских, слово «дитя» (ударение на последний слог) означало «усердный работник», «мастер, который доводит дело до конца». Таким образом, Дитя — прозвище трудолюбивого, скрупулёзного человека, а не ребёнка.

Модель образования типична для русских фамилий: суффикс -ин указывает на принадлежность. Дитятин — «сын Дитяти» или «из семьи Дитяти». Такая форма характерна для центральных и северных областей России, где фамилии на -ин преобладают над фамилиями на -ов. В южных и восточных регионах (например, в казачьих землях) чаще встречался бы вариант Дитятов, но он практически не фиксируется, что подтверждает северное или центральное происхождение фамилии.

География бытования фамилии Дитятин довольно узкая. Основные очаги — Вологодская, Костромская и Кировская области. В дореволюционных переписях носители фамилии чаще всего записаны как крестьяне государственные (не крепостные) и мещане. Сословная принадлежность невысокая, что соответствует прозвищной основе: усердный ремесленник или земледелец.

Существует и вторая, менее вероятная версия. Некоторые исследователи допускают, что в редких случаях фамилия могла образоваться от имени Дитя — уменьшительной формы от Дмитрий (Дитя < Дитяня < Дмитряня). Но эта цепочка выглядит натянутой: для Дмитрия типичны формы Митя, Димка, а не Дитя. Поэтому версия с прозвищем по характеру работы остаётся основной и наиболее обоснованной.

Фамилия не получила широкой известности. В списках знаменитых носителей — деятелей науки или искусства — Дитятины не значатся. Это делает фамилию особенно интересной для генеалогического поиска: она указывает на конкретный регион и почти наверняка на определённый социальный слой — крестьян-ремесленников Русского Севера.