Фамилия Голстинина — довольно редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. Чтобы понять её корень, нужно отбросить типичное окончание -ин, которое указывает на принадлежность («чей?» — голстинин сын, то есть сын Голстины). Основа здесь — «Голстин-», и именно с ней связана главная загадка.

Самая вероятная версия отталкивается от диалектного слова «голсть» или «голстый». В северных и сибирских говорах «голсть» означала гололедицу, гладкий лёд, а также скользкое, обледенелое место. Человек мог получить прозвище Голстя́ или Голсти́на за то, что был скользким в переносном смысле — увёртливым, хитрым, или же, наоборот, за привычку часто падать на льду. Суффикс -ин- в основе прозвища (Голстина) — это не патронимический суффикс, а часть самого прозвища, что для русских фамилий редкость и говорит о возможном заимствовании из местного говора или даже из финно-угорских языков, где такой суффикс мог быть уменьшительным.

Менее убедительная, но возможная версия — связь с прилагательным «голстый», то есть толстый, полный. В этом случае фамилия образована от прозвища Голста (Толстяк) с последующим изменением корня под влиянием акающего произношения. Однако для «толстого» в русском языке гораздо типичнее суффикс -як (Толстяк) или -ух (Толстухин), а форма «Голстина» звучит как что-то промежуточное.

Географически фамилия Голстинина тяготеет к северо-востоку европейской части России — Вологодской, Архангельской, Кировской областям, где слово «голсть» в значении «лёд» действительно бытовало. В этих краях предки носителя фамилии могли быть крестьянами, жившими у реки или болота, где гололедица была постоянной проблемой, или же людьми с цепкой, увёртливой хваткой.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Голстин, Голстиков, Голстенков — показывает, что все они редки и не имеют единого центра распространения, что подтверждает локальный, диалектный характер основы. Официальных данных о дворянском происхождении Голстининых нет, фамилия, скорее всего, крестьянская или посадская.