Фамилия Фролочкина — редкий пример, где женская форма закрепилась в качестве основной, а мужская (Фролочкин) встречается гораздо реже. Это сразу указывает на то, что перед нами не отчество от отца, а прозвищное образование, которое могли дать женщине — скорее всего, вдове или хозяйке дома. Обычно такие фамилии на -ин фиксировали принадлежность: «чей?» — «Фролочкина», то есть жена или дочь Фролочки. Но в данном случае прозвище само по себе женского рода.

Корень фамилии — Фрол. Это народная форма канонического имени Флор (от латинского flos — «цветок»). В русской традиции имя Фрол было широко распространено, а день Фрола и Лавра (18 августа) считался лошадиным праздником. От Фрола образовано множество фамилий: Фролов, Фролкин, Фролочкин. Вариант Фролочка — уменьшительно-ласкательное прозвище, которое могло относиться к маленькому Фролу или к девушке, которую в семье ласково называли Фролочкой. Второй вариант правдоподобнее: суффикс -очк- в русских прозвищах чаще использовали для женщин.

Географически фамилия Фролочкина тяготеет к центральным и северным областям России — Вологодской, Костромской, Архангельской. Там в XIX веке была распространена модель образования фамилий от женских прозвищ (например, Марьин, Дарьин). В переписных книгах XVII века встречаются Фролы и Фролки, но форма Фролочка — более поздняя, из разговорной речи.

По сословной принадлежности носители фамилии, скорее всего, были крестьянами или мещанами. Дворянские роды с таким окончанием редки, а суффикс -очк- указывает на простонародное, домашнее происхождение прозвища. В современных базах фамилия встречается единично, что подтверждает её локальный и нечастый характер.