Фамилия Костюткин — один из тех редких случаев, когда на первый взгляд очевидная основа оказывается не такой простой. На слух она напоминает множество фамилий на -кин, образованных от уменьшительных форм крестильных имён: Костя, Костюк, Костюта. И действительно, в основе лежит имя Костюта — это западнорусская или украинская форма канонического имени Константин (от латинского constans — «стойкий, постоянный»). Суффикс -ут- (как в именах Михута, Данута) придавал ласкательный или уменьшительный оттенок, а позднее закрепился в прозвище.

Однако есть и вторая, более прозаичная версия. В южнорусских и украинских говорах «костюта» или «костютка» могли называть костлявого, худого человека — того, у кого «одни кости торчат». Фамилии от прозвищ по внешности — обычное дело, и Костюткин мог появиться независимо от имени Константин, просто как характеристика предка. Обе версии имеют право на жизнь, и без точного знания места бытования фамилии выбрать главную сложно.

С точки зрения словообразования фамилия следует старой модели: основа на -а (Костюта) плюс притяжательный суффикс -кин, указывающий на принадлежность: «чей? — Костюткин», то есть сын или потомок Костюты. Суффикс -ин в данном случае присоединился к основе, оканчивающейся на гласный, и дал форму -кин — это норма для фамилий, образованных от имён и прозвищ с окончанием на -а (сравните: Фомин, Никитин, но Костюткин).

Географически фамилия редкая и встречается преимущественно в центральных и западных областях России, а также в Беларуси. В дореволюционных метрических книгах Костюткины фиксировались в основном среди крестьян и мещан, что типично для фамилий на -ин, не получивших дворянского распространения. Никаких известных исторических деятелей с этой фамилией не зафиксировано — перед нами пример фамилии, которая осталась на уровне местного бытования, не выйдя в широкий культурный контекст.