Фамилия Фанталина — редкая, с прозрачной, но неоднозначной основой. Проще всего предположить в ней итальянское происхождение: «фанта» (fanta) в итальянском — воображение, фантазия, а суффикс -ина (-ina) — уменьшительно-ласкательный. То есть Фанталина могла означать «маленькая фантазия» или «фантазёрка». Однако это слишком прямолинейная версия для русской фамилии, которая бытует в основном в русскоязычной среде.

Скорее всего, перед нами русифицированная форма женской фамилии, образованной от прозвища или имени. В славянской традиции суффикс -ин (-ина) указывает на принадлежность: «чей?» — Фанталин, то есть сын или дочь Фанталы. Само имя или прозвище Фантала могло возникнуть от глагола «фантать» (в диалектах — придумывать, врать, хвастать) или от искажённого крестильного имени Феофан (Фаня, Фантал). В таком случае Фанталина — не итальянская красавица, а «дочка того, кто любит приврать» или «Фанина внучка».

Есть и третья, менее очевидная линия: греческое влияние. В греческом «фанта́зия» (φαντασία) дало множество имён и прозвищ, а через понтийских греков, переселявшихся в Россию, могла попасть фамилия Фанталидис, которую при адаптации сократили до Фанталин, а затем и до Фанталина. В этом случае фамилия указывает на этническое происхождение предка.

Географически фамилия встречается точечно — на юге России, в Краснодарском крае и Ростовской области, где исторически смешивались русские, украинские, греческие и итальянские элементы. Это делает версию о греко-итальянском следе правдоподобной, но не доминирующей.

Словообразовательная модель проста: основа Фантал- + суффикс -ин-. Фамилия склоняется как прилагательное женского рода (Фанталина, Фанталиной). Мужской вариант — Фанталин — встречается реже и, скорее всего, является вторичным, образованным от женской формы по аналогии.

Что касается известных носителей — их нет в публичном поле. Фамилия остаётся кабинетной загадкой: каждый случай требует отдельного генеалогического поиска, чтобы понять, была ли это «фантазия» предка или искажённое церковное имя.