Фамилия Коростелкин — один из примеров того, как в русской традиции «птичьи» прозвища превращались в родовые имена. В её основе лежит мирское имя Коростелка, которое давали ребёнку до крещения. Такие имена были распространены в русских деревнях вплоть до XVIII века: называя сына Коростелкой, родители символически «вводили» его в мир природы, надеясь, что от птицы к нему перейдут её качества — осторожность, умение прятаться в траве или, наоборот, звонкая голосистость.

Само слово «коростель» (самка — коростелка) обозначает птицу из семейства пастушковых, известную своим резким, скрипучим криком «дерг-дерг». Из-за этой особенности коростеля в народе прозвали дергачом. Поэтому у фамилии есть и вторая, бытовая версия происхождения: прозвище Коростелка могли дать взрослому человеку с хриплым или неприятным голосом. Однако первая версия — от мирского имени — выглядит убедительнее, так как в основе фамилий на -ин чаще лежат именно личные имена, а не уличные прозвища.

Фамилия образована по продуктивной модели: основа Коростелк- + суффикс -ин, который указывал на принадлежность («чей?» — сын Коростелки). Со временем форма закрепилась как наследственная. Встречаются и однокоренные фамилии — Коростелёв, Коростель, Коростельников, — но Коростелкин выделяется именно суффиксом -к-, который в мирских именах часто придавал уменьшительно-ласкательный оттенок. Географически фамилия тяготеет к центральным и южным регионам России, где коростель — обычная птица лугов и полей. Точных сведений о дворянском происхождении Коростелкиных нет: скорее всего, это крестьянская или мещанская фамилия, каких много в старых переписных книгах.