Фамилия Холомякина — женская форма фамилии Холомякин, и её происхождение стоит рассматривать через мужской вариант. Самое вероятное объяснение лежит в диалектной лексике северных и центральных областей России. В говорах словом «холомяк» называли человека неуклюжего, неповоротливого, мешковатого, а иногда — просто бедно одетого, в обносках. Корень здесь тот же, что и в слове «холм» (в значении «бугор», «возвышение»), но в переносном смысле — «нескладный, как мешок» или «тот, кто ходит сгорбившись». Таким образом, прозвище Холомяк могли дать либо по внешности, либо по манере одеваться.

Фамилия образована с помощью патронимического суффикса -ин, который в русской традиции указывает на принадлежность: «чей?» — «Холомякин», то есть сын или потомок Холомяка. Такая модель типична для фамилий, возникших из прозвищ, а не из крестильных имён. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые часто образовывались от имён или названий профессий, прозвищные фамилии на -ин встречаются реже и обычно имеют более узкую локальную привязку.

Географически фамилия Холомякин (и Холомякина) наиболее характерна для Архангельской, Вологодской и Пермской областей. В Поморье и на Урале слово «холомяк» фиксировалось в значении «неповоротливый человек», что подтверждается региональными словарями. Это не случайно: в северных говорах сохранилось много архаичных слов, которые в литературном языке вышли из употребления.

Существует и менее вероятная версия, связывающая фамилию с тюркским корнем «холам» (раб, слуга) или с искажённым «холм» (населённый пункт на возвышенности). Но она слаба: для тюркского заимствования отсутствует характерная огласовка, а топонимическая версия не объясняет суффикс -як, который в русских фамилиях почти всегда указывает на прозвище, а не на место.

Известных носителей фамилии в истории и культуре нет, что типично для фамилии крестьянского происхождения. Сословно предки носителя фамилии Холомякина, скорее всего, относились к государственным или помещичьим крестьянам Русского Севера, где прозвища давали по внешним приметам, а не по роду занятий.