Фамилия Костямин — один из тех случаев, когда в основе лежит церковное имя, но с неочевидным суффиксом. Чаще всего фамилии на -ин образуются от основ, оканчивающихся на -а или -я: Иван → Иванов, но Илья → Ильин. Здесь же мы видим форму Костямин, что сразу указывает на имя Костя — уменьшительную форму от Константин (лат. constans — «стойкий, постоянный»). Однако стандартная притяжательная модель от Кости дала бы фамилию Костин. Костямин — это более редкий вариант, возникший, скорее всего, от полной формы имени Костя с усечением: Костя → Костям (в родительном падеже: «чей сын?» — Костямин). Такое словообразование встречается в северных и центральных говорах, где фамилии иногда «наращивали» дополнительный слог для благозвучия или под влиянием местных диалектных норм.

По сути, Костямин — тот же Костин, но с архаичным или диалектным суффиксальным оформлением. В русской ономастике подобные дублеты не редкость: рядом с Ивановым встречается Иванькин, рядом с Петровым — Петрянин. В случае с Костяминым мы имеем дело с патронимом (отчество, ставшее фамилией), который буквально значит «сын Кости». Прозвищного или ремесленного происхождения у этой фамилии нет — корень не связан ни с костями (как материалом), ни с костяным делом.

Географически фамилия редкая. В дореволюционных переписях она фиксируется в основном в Вологодской и Костромской губерниях, что подтверждает её севернорусский диалектный след. Встречаемость крайне низкая — по данным современных телефонных справочников, носителей Костяминых не более нескольких сотен на всю Россию. Это не фамилия крестьянской массы или дворянского рода, а скорее локальное семейное прозвание, закрепившееся в одном-двух уездах.

Если сравнивать с однокоренными, то Костямин стоит особняком от более массовых Костин, Константинов и редких Константинович. Интересно, что форма с -ям- могла возникнуть под влиянием церковнославянского произношения имени Константин, где в некоторых говорах «я» заменяло «и» (Костян вместо Костин). В любом случае, фамилия Костямин — это памятник живой народной словообразовательной вариативности, не застывшей в едином стандарте.