Фамилия Естехина образована от просторечной формы крестильного имени Евстафий — Естеха. Имя Евстафий греческого происхождения, означает «устойчивый», «постоянный» или, по другой версии, «благополучный». В народной среде полное имя было громоздким, и его сокращали до коротких, удобных в быту вариантов: Еста, Естя, Естеха. Суффикс -ин указывает на принадлежность: Естехина буквально значит «дочь (или жена) Естехи». Такая модель — от прозвищной или разговорной формы имени через притяжательное прилагательное — одна из самых распространённых в русских фамилиях, особенно в северных и центральных губерниях.

Фамилия довольно редкая. Её географическое ядро, судя по современным данным, — Тверская и Псковская области, а также прилегающие районы Новгородчины. Это те земли, где имя Евстафий было в ходу у крестьян и посадских людей, а церковные формы часто вытеснялись местными говорами. Встречается и вариант написания через «о» — Остехин, что связано с аканьем: в безударном положении «е» звучало как «о» и закреплялось в документах.

Интересно, что основа Естеха могла относиться не только к полному церковному имени. В некоторых говорах «естеха» — прозвище для человека прямого, «естественного» в поведении, без хитрости. Но эта версия менее вероятна: прозвищный суффикс -еха встречается реже, чем сокращение от имени, и обычно несёт оттенок иронии («гуляка» от «гулять»). В случае с Естехиной надёжнее считать исходным именно имя Евстафий.

Родственная фамилия — Естифеев (от другой народной формы Евстафия — Естифей), а также Евстафьев, Стахеев. Естехина стоит в этом ряду как самая краткая и разговорная ветвь. Сословно фамилия крестьянская и мещанская: в дворянских родословных книгах она не зафиксирована, что подтверждает её народное происхождение.