Фамилия Косымкин — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, скорее всего, не связано с косоглазием, как можно было бы подумать. В её центре — прилагательное «косой» или однокоренное существительное «косы́мка». В русских говорах «косымкой» называли не только кривую, искривлённую вещь, но и зайца-русака (за манеру петлять, «косить» в стороны), а также косой ворот рубахи. Человек же мог получить прозвище Косой или Косымка за хромоту, кривизну в плечах или просто за привычку ходить, скосив голову.

Модель образования фамилии нестандартна. Суффикс -ин обычно присоединяется к основам на -а/-я: Косымка → Косымкин. Но здесь основа «Косымк-», а не «Косым-», что говорит о том, что прозвище было именно в форме Косымка, а не Косым. Такая словообразовательная цепочка встречается реже, чем стандартные Косов или Косин, и указывает на конкретное, возможно, даже насмешливое прозвище, которое закрепилось в семье.

Интересно, что фамилия могла возникнуть в среде охотников или крестьян, где меткое прозвище заменяло фамилию. В документах XVII–XVIII веков встречаются крестьяне с прозвищем Косой, но форма Косымка — более локальная, севернорусская или вятская, где были распространены уменьшительно-пренебрежительные формы имён и прозвищ на -ка. Не исключено, что предок Косымкиных был не просто косым на глаз, а, например, левшой (в некоторых говорах «косой» — левый, неловкий) или портным, кроившим «на косую» нитку.

В современных справочниках фамилия редкая, не входит в списки самых распространённых. Её носители сосредоточены в основном в центральной России и Поволжье, что подтверждает версию о бытовом, а не книжном происхождении. Написание с буквой «ы» после «к» — архаичное, сохранившееся с тех времён, когда в русском языке «к» перед «ы» произносилось твёрже, чем сейчас, и не смягчалось.