Прозвище Конопелька, от которого образована фамилия Конопелькин, напрямую связано с коноплёй — культурой, кормившей крестьян не одну сотню лет. В основе лежит не просто растение, а целое ремесло: конопля шла на производство прочной пеньки для канатов, грубой ткани для одежды и мешков, а также на масло. Поэтому прозвище Конопелька чаще всего давали не тому, кто сеял коноплю, а тому, кто её обрабатывал — мял, трепал, прял или торговал готовым полотном. В русских говорах слово «конопелька» могло звучать и как ласкательное, и как ироничное — для долговязого или «нечёсаного» человека, напоминающего стебель.

Фамилия образована по простой и распространённой модели: прозвище на -а плюс притяжательный суффикс -ин, означающий «чей?» — сын Конопельки. Ударение в фамилии падает на третий слог: Конопе́лькин. Такая словообразовательная схема типична для центра России и Поволжья, где фамилии на -ин встречаются особенно часто. В отличие от фамилий на -ов, которые образуются от основ на твёрдый согласный, -ин присоединяется к основам на -а/-я, и Конопелькин стоит в одном ряду с Птицыным, Репиным или Козьминым.

Встречаются варианты написания: Конопелькины могли записывать через «а» — Канапелькин, но это редкая ошибка переписчиков, не изменившая общей картины. Географически фамилия тяготеет к южным и центральным губерниям — Тульской, Рязанской, Тамбовской, где конопляные поля были привычным пейзажем. В этих же краях жили Коноплёвы и Коноплины — однокоренные фамилии, но с другим суффиксом, что указывает на разные ответвления одного прозвищного гнезда.

Есть и другая, менее вероятная версия: прозвище могло быть связано не с ремеслом, а с внешностью — конопляным, то есть рыжеватым или с веснушками цветом волос. Однако в письменных источниках XVII–XVIII веков, где встречаются крестьяне и посадские люди с прозвищем Конопля, чаще всего они числятся как «прядильщики» или «канатчики», что говорит о профессиональной основе. Фамилия Конопелькин — не дворянская и не купеческая, а крестьянская, и её носители в массе своей оставались в сельских сословиях вплоть до отмены крепостного права.