Фамилия Федосьин — одна из тех, что прямо указывает на имя предка, но с неочевидным на первый взгляд суффиксом. Большинство привыкло к моделям на -ов/-ев (Иванов) или -ин (Петров, где основа на -а). Здесь же основа Федось-, и суффикс -ин присоединён к ней. Это значит, что в основе лежит имя, которое в бытовой речи звучало как Федосья или Федось.

Исходное имя — Федосья, народная форма канонического женского имени Феодосия (греч. «Богом данная»). Но фамилия Федосьин почти наверняка образована не от женского имени напрямую, а от мужского прозвища или разговорной формы мужского имени Федосей. Федосей — это производное от Феодосий (того же корня, что и Феодосия). В русской деревне имя Федосей было распространено, а в повседневной речи его могли сокращать до Федось, как Вань от Иван. От этой краткой формы и пошла фамилия: «чей?» — Федосьин, то есть сын Федоси.

Суффикс -ин указывает на принадлежность к конкретному лицу. В отличие от фамилий на -ов, которые чаще образовывались от имён и прозвищ на твёрдый согласный (Иван — Иванов), -ин крепился к основам на -а/-я (Фома — Фомин, Кузьма — Кузьмин). Федосьин — из того же ряда, что Васьин, Петин, но с менее частотной основой. Это делает фамилию более редкой по сравнению с однокоренной Федосеев, которая образована по продуктивной модели от полной формы Федосей.

Географически фамилия Федосьин тяготеет к северным и центральным регионам России, где были сильны традиции именования по отцу с суффиксом -ин. Встречается она нечасто, и это говорит о том, что родоначальник был человеком с чётко закрепившимся прозвищем или именем именно в такой краткой форме. Сословно носители фамилии скорее всего были крестьянами или посадскими людьми, поскольку у дворянских родов чаще встречались фамилии на -ский или -ов с полной формой имени.

Ошибочно было бы связывать фамилию напрямую с женским именем Федосья — в русской антропонимии матримониальные фамилии (от имени матери) встречаются, но крайне редко и обычно имеют другую морфологию (например, Марьин). Федосьин — это однозначно отчество от мужского имени.