Фамилия Горошкин — один из тех случаев, когда прозвище или имя застыло в форме с суффиксом -ин, указывающим на принадлежность: «чей?» — «Горошкин», то есть сын, потомок или человек из семьи Горошка. В отличие от более распространённой фамилии Горохов, здесь основа не «горох», а уменьшительное «горошек» или напрямую прозвище Горошка. В русских говорах «горошкой» могли называть не только того, кто сеял или торговал горохом, но и человека с рябым лицом — мелкие веснушки или оспины сравнивали с горошинами. В некоторых диалектах «горошкой» звали бойкого, говорливого человека: «рассыпается горошком» — то есть тараторит, сыплет словами.

Словообразовательная модель простая и прозрачная: основа Горошк- (от «горошек» или «горошка») плюс суффикс -ин. Это типичная «патронимическая» фамилия, каких много в центральных и северных губерниях России. Встречается она заметно реже, чем Горохов, что говорит о её более узком, возможно, локальном происхождении — фамилия могла закрепиться в одном-двух уездах и оттуда разойтись с переселенцами.

В исторических документах фамилия фиксируется с XVII века. В переписных книгах можно найти крестьян и посадских людей с прозвищем Горошка, от которого позже образовалась фамилия. Например, в писцовых книгах по Рязанскому краю упоминаются Горошкины среди однодворцев — особого сословия, занимавшего промежуточное положение между крестьянами и дворянами. Это даёт основания предполагать, что предки носителей фамилии были не крепостными, а государственными или служилыми людьми, что отразилось на географии: Горошкины встречаются в Воронежской, Тамбовской и Рязанской областях чаще, чем в северных регионах.

Спорных версий у фамилии почти нет. Иногда её пытаются связать с топонимом — деревнями Горошкино, которых несколько в России, но в большинстве случаев деревни названы по фамилии первопоселенцев, а не наоборот. Поэтому основная версия остаётся прозвищной: предок носителя фамилии был либо мелким торговцем горохом, либо человеком с приметной внешностью, либо, что вероятнее всего, обладателем живого, «рассыпчатого» характера.