Фамилия Дуньшина — женская форма фамилии Дуньшин, и её разбор стоит начать с суффикса, который сразу указывает на способ образования. Суффикс -ин принадлежит к так называемым «посессивным» моделям: он присоединялся к основе, оканчивающейся на согласный, и означал «чей?» — то есть сын или потомок такого-то человека. В данном случае основа — Дуньш(а). Это не имя и не географическое название, а, скорее всего, прозвище или диалектное слово.

Корень «дунь» в русских говорах имеет несколько значений, и самое вероятное для фамилии — это «дуля» или «дунька», то есть груша. В южнорусских и украинских диалектах «дуня» или «дунька» называли сорт мелких груш, а также сам плод. Прозвище Дуньша могли дать либо человеку с круглым, грушевидным лицом, либо садоводу, торговавшему грушами. Менее вероятна связь с глаголом «дуть» (через значение «надутый, важный»), так как для такого прозвища обычно использовали формы с другим суффиксом — например, Дутик или Дутыш.

Ударение в фамилии, скорее всего, падает на первый слог — Ду́ньшина, хотя в некоторых семьях под влиянием просторечия могли произносить и Дуньши́на. С точки зрения географии, фамилия Дуньшин встречается преимущественно в центральных и южных областях России, особенно в бывших Воронежской, Тамбовской и Рязанской губерниях — как раз там, где диалектное «дуня» в значении «груша» было в ходу.

Словообразовательная модель проста и архаична: прозвище на -ша (Дуньша) плюс патронимический суффикс -ин. По такой же схеме образованы фамилии Тимоша — Тимошин, Гриша — Гришин, но в основе Дуньшина лежит не каноническое имя, а именно прозвище. Это делает фамилию более редкой и привязанной к бытовой, крестьянской среде. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано: это стопроцентно крестьянская или мещанская фамилия, возникшая не раньше XVII века, когда прозвища начали массово закрепляться в качестве наследственных.