Фамилия Костромытин — один из тех случаев, когда географическое прозвище предка застыло в родовом имени почти без изменений. В основе лежит название города Кострома. Суффикс -итин в русских фамилиях встречается реже, чем привычные -ов или -ин, и это сразу говорит о способе образования: так называли выходцев из определённой местности. Сравните: Москвитин, Тверитин, Пермитин. Человек, переселившийся из Костромы в другой регион, получал прозвище Костромытин — «костромич, уроженец Костромы». Со временем это прозвище закрепилось за его потомками как фамилия.

Словообразовательная модель простая: основа «Кострома» + суффикс принадлежности -итин. В древнерусском языке суффикс -итин (или -янин) образовывал названия жителей по городу или земле: костромитин, а позже, в разговорной речи, форма сократилась до «костромич». Фамилия Костромытин сохранила более архаичный полный вариант суффикса, что указывает на раннее закрепление прозвища — скорее всего, в XV–XVII веках, когда такие формы были в ходу в документах и переписях.

Сам топоним Кострома, по наиболее распространённой версии, происходит от финно-угорского «кострум» или «коструома» — «крепость, укреплённое место». Есть и славянская гипотеза, связывающая название с языческим божеством Костромой, но лингвисты склоняются к субстратному, дославянскому происхождению названия реки, а затем и города.

Социальный состав носителей фамилии был разнородным. В переписных книгах XVII века Костромытины встречаются и среди посадских людей, и среди крестьян, и среди служилых людей «по прибору». Дворянских родов с этой фамилией не зафиксировано — в «Бархатной книге» и «Общем гербовнике» её нет. Это фамилия простых людей, чей предок когда-то ушёл из Костромского края на новое место жительства: на Урал, в Сибирь, в южные уезды.

Стоит отметить, что фамилия довольно редкая. Она не попала в число массовых русских фамилий, что объясняется узостью исходного прозвища: далеко не все костромичи переселялись, а те, кто переселялся, не всегда получали прозвище по городу — их чаще называли по ремеслу или отцу. Поэтому Костромытин — фамилия с чёткой географической привязкой, которая почти не даёт поводов для альтернативных толкований. Никакой связи с «костром», «кострищем» или «костылём» здесь нет: это чистейший топонимический случай.