Фамилия Ерсонина — женская форма, а её основа, мужская фамилия Ерсонин, образована по простой и распространённой модели: от личного имени или прозвища с помощью суффикса -ин. Суффикс указывает на принадлежность: «чей?» — Ерсонин, то есть сын или потомок человека по имени или прозвищу Ерсона.

Самая вероятная основа — разговорная или диалектная форма крестильного имени Ермолай. В народной речи имя Ермолай (греческого происхождения, от «гермос» — вестник) нередко сокращали и переделывали: возникали варианты Ермола, Ермоха, Ермак, а также Ерсон. Если это так, то фамилия Ерсонин означает «потомок Ерсоны», то есть Ермолая. Такое стяжение — обычное дело в русской ономастике: имя укорачивали до удобного в быту звучания, а затем закрепляли в фамилии.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с прозвищем Ерса. В некоторых говорах «ерса» или «ерс» могло означать неуживчивого, вздорного человека (сравните с диалектным «ершиться»). Однако для фамилии Ерсонин это предположение слабее: прозвищная основа с суффиксом -ин обычно даёт фамилию без дополнительных наращений, а здесь мы видим корень «ерсон-», что скорее указывает на полное имя, а не на прозвищное слово.

Фамилия редкая, нечастотная. Географически её следы можно встретить в центральных и северных областях России, где были распространены формы имён с окончанием на -он (например, Агафон, Платон, Ермолай — с переходом в Ерсон). В документах XIX века фамилия встречается единично, что говорит о её локальном бытовании, возможно, в одной или нескольких крестьянских семьях. Сословно — скорее всего, крестьянское или мещанское происхождение, без дворянских корней.

Таким образом, носительница фамилии Ерсонина может считать своим предком человека по имени Ерсона, которое в свою очередь восходит к каноническому имени Ермолай.