Фамилия Китайкина — женская форма фамилии Китайкин, и её происхождение напрямую связано с мужским прозвищем Китайка. Вопреки возможному предположению, корень здесь не указывает на жителя Китая. В русских говорах, особенно в центральных и южных областях, «китайкой» называли плотную хлопчатобумажную ткань — дешёвую синюю или красную материю, которую привозили из Азии. Прозвище Китайка могли дать торговцу этой тканью, портному, который шил из неё одежду, или человеку, который постоянно носил кафтан из такой материи.

Суффикс -ин в фамилии указывает на принадлежность: Китайкин — это «сын Китайки», то есть потомок человека с таким прозвищем. Модель образования типична для русских фамилий Северо-Восточной Руси (территории бывших Новгородских и Владимиро-Суздальских земель), где -ин закрепился как основной патронимический формант, в отличие от южнорусского -ов/-ев.

В ономастике фамилия Китайкин интересна тем, что у неё есть «двойники» с похожим звучанием, но иной семантикой. Например, фамилия Китаев происходит от этнонима «китаец» (так могли прозвать человека за узкие глаза или после поездки), а Китайкин — строго от названия ткани. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» эта пара разводится как разные типы прозваний: профессиональное и этническое. Встречается фамилия в основном в центральных областях России, в частности в Рязанской и Тамбовской губерниях, где была развита торговля мануфактурой.