Фамилия Костронина образована от прозвища или нецерковного имени Костроня. В её основе лежит слово «костерь» или «костра» — так в северных и центральных говорах называли жёсткую часть стебля льна или конопли, которая остаётся после трепания и чесания. Человек, занимавшийся обработкой льна, мог получить прозвище Костроня: либо по роду занятий (трепальщик, чесальщик), либо по внешнему сходству — сухой, жилистый, «колючий».

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Костронина — «жена или дочь Кострони». В русских фамилиях на -ин обычно закреплялась форма женского рода, если речь шла о вдове или дочери, но в итоге фамилия передавалась по наследству в неизменном виде. Это типичная модель для северных и центральных областей России, где фамилии на -ин встречаются чаще, чем на -ов.

Интересная деталь: слово «костра» в некоторых диалектах имело переносное значение — «ссора, перебранка» (от глагола «костерить» — ругать). Поэтому нельзя исключать, что прозвище Костроня мог получить человек сварливый или любящий покритиковать. Однако связь с обработкой льна выглядит более естественной: в крестьянской среде прозвища по ремеслу были распространены повсеместно.

Фамилия редкая. Встречается в основном в Костромской, Вологодской и Кировской областях — как раз в зоне традиционного льноводства. Однокоренные фамилии — Костриков, Кострин, Костров — тоже образованы от «костры», но с разными суффиксами. Костронина стоит в этом ряду особняком из-за суффикса -оня, который придаёт прозвищу оттенок уменьшительности или пренебрежительности (ср. «работяга» — работящий, но «работяга» же может звучать иронично). Возможно, так звали молодого подмастерья или парня, помогавшего при трепании льна.