Фамилия Ермлина — женская форма, а её мужской вариант — Ермлин. Она образована по простой и распространённой модели с суффиксом -ин, который в русских фамилиях указывает на принадлежность: «чей?» — Ермлин, то есть сын или потомок человека по имени или прозвищу Ермла.

Основа фамилии — Ермла — это народная, разговорная форма крестильного имени Ермолай. В православных святцах имя Ермолай (от греческого Hermolaos — «вестник народа») не было редкостью, но в быту его часто сокращали: Ермолка, Ермоха, Ермла. Фамилии на -ин от таких усечённых имён типичны для северных и центральных губерний России, где предпочитали именно «малые» формы личных имён. Таким образом, предок носителя фамилии Ермлин, скорее всего, звался Ермлой — в документах XVII–XVIII веков это имя встречается как в крестьянской, так и в посадской среде.

Интересно, что фамилия Ермлина, несмотря на кажущуюся простоту, не так частотна, как, например, Ермолов или Ермолаев. Суффикс -ин вместо -ов указывает на то, что основа оканчивалась на -а, и это дополнительно подтверждает именно «домашний», неофициальный характер исходного прозвища. В переписных книгах XVII века можно встретить крестьян Ермлинских — с двойным суффиксом, что говорит о возможном географическом прикреплении (из сельца Ермлино), но фамилия Ермлин чаще всего оставалась простой патронимической, без топонимической приставки.

Версия о происхождении от прозвища, связанного с глаголом «ермолить» (в некоторых говорах — «бездельничать» или «говорить ерунду»), маловероятна: этот глагол редок и не дал устойчивой ономастической традиции. Куда надёжнее связь с именем Ермолай, тем более что в народе имя нередко путали с Ермилом (от греческого Hermes), и от Ермила тоже образовывали фамилии — Ермилин, Ермилов. Ермлина стоит особняком: она чётко указывает на форму «Ермла», а не «Ермила».

Сейчас носительницы фамилии Ермлина встречаются в разных регионах, но чаще всего — в средней полосе России и в Поволжье, что совпадает с зоной бытования имён на -ла. По сути, эта фамилия — живой след того, как в повседневном общении длинное церковное имя превращалось в короткое и тёплое, а затем закреплялось в роду на века.