Фамилия Касьминина образована от мужского имени Касьмин, которое, в свою очередь, является производной формой крестильного имени Касьян. В русской ономастике это редкий случай: не от самого Касьяна, а от уже усечённой и адаптированной в народной среде формы. Имя Касьян восходит к латинскому Cassianus (принадлежащий Кассию, пустой, праздный), но в русском фольклоре и церковном календаре оно получило мрачноватый оттенок — Касьянов день (29 февраля) считался несчастливым, а самого святого в народе называли «немилостивым». Однако фамилия Касьминина к этим суевериям прямого отношения не имеет: она фиксирует не прозвище, а отчество.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Касьминина — дочь или жена Касьмина. Модель типична для северных и центральных регионов России, где -ин активно вытеснял -ов в фамилиях, образованных от имён на -а, -я. Сама основа Касьмин — это краткая, «домашняя» форма имени Касьян, возникшая путём усечения окончания и добавления уменьшительного суффикса -ин (ср. Иван — Иванин, Пётр — Петрин). Такие формы часто давали детям в крестьянской среде, где полное имя звучало слишком официально.

Географически фамилия Касьминина встречается редко, преимущественно в центральной России и Поволжье. В дореволюционных метрических книгах её носители — чаще всего крестьяне или мещане, что подтверждает бытовое происхождение: фамилия закрепилась не за дворянским родом, а за конкретной семьёй, где главу звали Касьмином. Сравнение с однокоренными фамилиями — Касьянов, Касьянович, Касьмин — показывает, что Касьминина стоит особняком: двойной суффикс (Касьм-ин-ин) встречается нечасто и говорит о более позднем оформлении, возможно, уже в XIX веке, когда фамилии начали массово записывать в документах.

Вторая версия, менее вероятная, связывает фамилию с прозвищем Касьмина — так могли называть женщину, имевшую отношение к имени Касьян (например, вдову Касьяна). Но патронимическая модель (от имени отца) для русских фамилий первична, поэтому основным остаётся объяснение через мужское имя Касьмин. Таким образом, предок носительницы фамилии Касьминина — человек по имени Касьмин, а сама фамилия — живой след народной переработки церковного имени, в котором исчезли и «святой» Касьян, и его латинские корни, осталось только короткое, бытовое прозвание.