Фамилия Кострамыкина — редкий и сложный случай, где основа, скорее всего, не связана с привычным «костром». Чтобы разобраться, нужно отбросить суффикс -ин (указывающий на принадлежность: «чей?» — Кострамыкин) и женское окончание -а, и добраться до мужской формы — Кострамыкин. А в ней скрыта основа Кострамык-.

Здесь возможны два пути, и оба уводят в диалектную лексику. Первый: основа «костра» в некоторых говорах означала не только горящие дрова, но и «сорную траву», «кострику» — жесткие части стеблей льна или конопли, которые остаются после трепания. Если так, то «Кострамыка» — прозвище человека, который мыкает (треплет, очищает) костру, то есть занимается обработкой льна или конопли. Это прямая отсылка к крестьянскому ремеслу: предок мог быть льняником, трепальщиком или просто человеком, который возится с колючим и жестким сырьем.

Второй вариант, менее очевидный, но тоже возможный: корень «костр-» мог быть вариантом слова «костерь» (в значении «скряга» или «упрямец») или искаженным «костырь» (игрок в кости, мошенник, по Далю — «плут»). В таком случае «мыкать» (в значении «скитаться», «биться», «терпеть нужду») прибавляет к основе смысл «горемыка, который мыкается, как костерь» или «плут, который мыкается по свету». Однако первая версия — с ремеслом — кажется более конкретной и правдоподобной для прозвища, которое дали по занятию, а не по черте характера.

Словообразовательная модель нестандартна: суффикс -ин присоединен не к простому прозвищу, а к целому глагольному обороту (Кострамыка — тот, кто мыкает костру). Такие фамилии встречаются реже, чем образованные от имен или профессий, и часто бытовали в северных и северо-западных губерниях России, где было развито льноводство. Сравните с однокоренными, но более простыми фамилиями: Костриков (от «кострика») или Костырев (от «костырь»). Кострамыкин стоит особняком — он сложнее, и именно эта сложность указывает на живую, не книжную природу прозвища, которое закрепилось за одним родом.

Сословный состав носителей фамилии, вероятно, был крестьянским или мещанским. Никаких дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что подтверждает её «ремесленное» происхождение. Фамилия редкая, и её носители, скорее всего, все — потомки одного человека или выходцы из одной местности, где такое прозвище было в ходу.