Фамилия Кострюшина хранит в основе редкое прозвище или обиходное имя, которое почти не встречается в современных словарях. Скорее всего, корень «костр-» восходит к русскому диалектному слову «костра» — так в разных областях называли жёсткую кору растений, кострику (отходы льна и конопли) или даже хворост, сухой мусор. Человек по прозвищу Кострюша мог получить его за худобу, жёсткость характера или за то, что занимался обработкой льна — работал с кострой, трепал лён.

Суффикс «-юш-» в основе — уменьшительно-ласкательный, как в словах «дедушка», «батюшка». Но в прозвищах он мог нести ироничный оттенок: не «маленькая костра», а «та ещё костра». Фамилия образована по стандартной русской модели: от мужского прозвища Кострюша через притяжательное прилагательное (чей? — Кострюшин) с окончанием «-а». Форма Кострюшина — женский вариант, но исторически фамилия в мужском роде звучала как Кострюшин.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным областям России, где был развит льняной промысел: Костромская, Вологодская, Ярославская губернии. В этих краях слово «костра» было обиходным. Связь с городом Кострома здесь маловероятна: топонимическая фамилия звучала бы как Костромской или Костромитинов, а не Кострюшин. Поэтому версия о прозвище по роду занятий выглядит убедительнее.

Встречаются и другие толкования. В некоторых говорах «кострюша» — прозвище человека с грубой, «костлявой» внешностью. Но все версии сходятся в одном: основа фамилии — не имя, а именно прозвище, отражавшее либо профессию, либо внешнюю черту. Сословно фамилия не элитарная: её носители, скорее всего, были крестьянами или ремесленниками, работавшими с волокном. В дореволюционных метрических книгах Кострюшины встречаются редко, что подтверждает локальный и недворянский характер фамилии.