Фамилия Капалкин образована от прозвища или нецерковного имени Капалка. В основе лежит глагол «капать» или существительное «капля», поэтому прозвище могло относиться к разным сферам жизни. В народной речи «капалкой» называли либо капельницу, либо человека, который медлителен или ненавязчив — «капает» понемногу. Другая версия отсылает к диалектному значению: в некоторых говорах «капалка» — это инструмент для добычи сока из деревьев (например, берестяной желобок) или приспособление для сбора живицы. Тогда предок носителя фамилии мог быть смолокуром, бортником или лесным промысловиком.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Капалкин буквально значит «сын Капалки» или «человек из семьи Капалки». Такая модель типична для фамилий, образованных от прозвищ на -а/-я (ср. Пупкин, Козин). В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще возникали от основ на согласный, -ин закрепился за основами на гласный и был особенно распространён в северных и центральных русских землях.

Фамилия редкая, в старых переписных книгах почти не встречается. По данным современных справочников, наибольшая концентрация носителей — в Кировской области и на Урале, что косвенно подтверждает связь с лесными промыслами. В ономастике восточных славян подобные именования на -ка (Капалка, Капелька) нередко возникали как уменьшительные формы от крестильных имён вроде Капитон или Капитолина, но в случае с Капалкиным это маловероятно: основа «кап-» слишком явно отсылает к бытовому славянскому корню.