Фамилия Ёлочкин — редкий случай, когда прозвище сохранило в себе букву «ё», а не заменило её на «е». В большинстве документов XIX века «ё» писали как «е», и фамилия могла бы превратиться в Елочкин, но в устной речи ударение и произношение закрепили исходный вариант.

Основа фамилии — слово «ёлка» или уменьшительное «ёлочка». В русских говорах «ёлкой» могли назвать человека за высокий рост, худощавость или за характерную манеру держаться — «колючий», неуступчивый. Реже — за любовь к праздничным нарядам, что отражено в поговорке «разрядился как ёлка». Суффикс «-кин» указывает на принадлежность: Ёлочкин буквально означало «сын Ёлочки» или «человек из рода Ёлочкиных».

Модель образования типична для русских фамилий XVI–XVII веков: прозвище на -ка (Ёлочка) плюс притяжательный суффикс -ин. В ономастике этот тип называют «полуотчествами»: они возникали в крестьянской и посадской среде раньше, чем закрепились фамилии в дворянском сословии. Ёлочкин — фамилия недворянская, скорее всего, крестьянская или мещанская, распространённая в центральных и северных губерниях России, где ёлка — обычное дерево.

Если верить словарю Б. Унбегауна, фамилии от названий деревьев (Дубов, Берёзкин, Осинин) в русской традиции редки и часто носят прозвищный, а не географический характер. Ёлочкин стоит в одном ряду с Сосниным, Кедровым, но отличается уменьшительной формой — это не «сын ели», а именно «сын Ёлочки», что подчёркивает личное, а не родовое имя.

Встречаемость фамилии низкая: по данным переписей, Ёлочкины живут в основном в Поволжье и на Урале. Известных носителей с громкими биографиями нет — это фамилия обычных людей, чьи предки получили прозвище за внешность или характер, а не за заслуги перед государством.