Фамилия Итомин — редкий случай, когда основа не очевидна даже для носителя языка. На слух она напоминает множество фамилий на -ин, образованных от имён на -а/-я (Илья — Ильин, Никита — Никитин), но имени «Итома» в русских святцах нет. Разгадка лежит в диалектной лексике и старых прозвищах.

В русских говорах, особенно северных и сибирских, слово «итома» или «итомка» означало усталость, истому, томление. Человек, получивший такое прозвище, мог быть медлительным, вялым или, наоборот, постоянно жаловаться на усталость. Прозвища, описывающие внутреннее состояние или характер, — один из древних пластов русской антропонимии, и Итомин стоит в одном ряду с Томилиным, Кручининым, Недотыкиным.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: буквально «сын Итомы». Модель типична для нецерковных имён и прозвищ, оканчивающихся на -а. Фамилия фиксируется в документах с XVII века, преимущественно в северорусских землях — Вологодчине, Архангельской губернии, а также у сибирских старожилов. Это даёт основание предполагать, что предки Итоминых были крестьянами или посадскими людьми Русского Севера, где диалектная лексика сохранялась дольше всего.

Встречается и менее вероятная версия — связь с тюркским «ит» (собака) с добавлением русского суффикса. Однако она лишена смысловой поддержки: прозвища от «собаки» обычно образовывались иначе (Собакин, Псов). Кроме того, география бытования фамилии (русский Север) говорит против тюркского корня. Поэтому основная и самая надёжная версия — прозвище от «итома» (истома, усталость).