Фамилия Котомкин образована от прозвища Котомка, которое напрямую связано со словом «котома, котомка» — «путевая сума, укладка, плетенка; обычно плетется из лык или бересты, шелюги; бывает и кожаная, суконная; носится за плечами». В основе фамилии лежит не личное имя, а бытовое прозвище, что характерно для многих русских фамилий, возникших в крестьянской и мещанской среде.

Котомка — неизменный спутник странника, богомольца или нищего, идущего по святым местам. Скорее всего, прозвище Котомка получил человек, который постоянно ходил на богомолье, либо путник, чья жизнь проходила в дороге. В старину котомку за плечами воспринимали как символ странничества и смирения, поэтому прозвище могло закрепиться за человеком, который часто отправлялся в паломничество или просто жил неоседло.

Словообразовательная модель фамилии — суффикс -ин, указывающий на принадлежность: «чей сын?» — Котомкин, то есть сын Котомки. Такая модель типична для фамилий, образованных от прозвищ с окончанием на -а, -я. Фамилия Котомкин не относится к числу самых распространённых, но встречается в центральных и северных регионах России, где традиция странничества и богомолья была особенно сильна.

Интересно, что исходное слово «котома» в некоторых диалектах означало не только суму, но и плетёную корзину, лукошко, что позволяет предположить: прозвище могло относиться и к мастеру, плетущему такие изделия. Однако версия со странником выглядит правдоподобнее, так как прозвища по ремеслу обычно образовывались от названия профессии (Котомочник), а не от самого предмета. Таким образом, потомок человека, обладающего прозвищем Котомка, со временем получил фамилию Котомкин.