Фамилия Коситюкина — женская форма, а её мужской вариант, Коситюкин, образован по редкой для русских фамилий модели. Вместо привычного суффикса -ов или -ин мы видим формант -юкин, который встречается в основном в северных и северо-западных говорах, а также у некоторых групп старообрядцев. Такое окончание указывает на прозвище или имя, оканчивающееся на -юк (например, Коситюк), к которому добавили притяжательный суффикс -ин, давший в итоге Коситюкин.

Основа фамилии — прозвище Коситюк. Его корень «кос-» может отсылать к нескольким значениям. Самое прямое — человек, который косит траву или хлеба, то есть косарь. В русских диалектах «косить» означало не только срезать траву, но и «делать что-то небрежно, криво», а также «притворяться, хитрить» (сравните «косить под дурачка»). Поэтому прозвище Коситюк мог получить либо работник с косой, либо человек с косоглазием, либо хитрец и притворщик.

Вероятнее всего, фамилия возникла в среде крестьянства или посадских людей. Суффикс -юк характерен для украинских и белорусских фамилий, но в русском Севере (Архангельская, Вологодская области) он тоже встречается как заимствование или местная особенность. Встречаются и однокоренные фамилии: Коситюк, Коситкин, Косыгин (от «косой»). Но Коситюкина выделяется именно редкостью модели: носителей этой фамилии немного, и её география, скорее всего, узкая — возможно, одна или несколько деревень в центральной России или на Русском Севере.

Точных сведений о сословной принадлежности предков Коситюкиных нет, но по модели образования фамилия явно недворянская. Дворянские роды обычно оформлялись через -ов/-ев и -ский, а -юкин — признак простонародной, часто крестьянской среды. Таким образом, предок носительницы этой фамилии, скорее всего, был обычным работником, либо косцом, либо человеком с заметной особенностью, которую закрепили в прозвище.