Фамилия Козамордюкин — редкий случай, когда прозвище сложили из двух корней и «законсервировали» в фамилии почти без изменений. Основа — «коза» и «морда», суффикс -юк- (украинский или южнорусский патронимический, уменьшительный) и стандартный -ин, указывающий на принадлежность: «чей?» — Козамордюкин. Буквально: сын (или потомок) человека по прозвищу Козамордюк.

Прозвище Козамордюк звучит грубовато, но в крестьянской среде XVI–XVII веков такие составные клички были нормой. «Морда» в те времена означала просто лицо, рыло животного, а «козья морда» — скорее всего, внешняя черта: узкое лицо, выдающийся подбородок, клиновидная бородка, как у козла. Не исключено и переносное значение: упрямый, бодливый человек, которого трудно сдвинуть с места — «козлиный» характер.

Географически фамилия тяготеет к югу России и востоку Украины. Суффикс -юк- типичен для фамилий Черниговщины, Полтавщины, Курской и Воронежской губерний. Там же, в зоне перехода украинских говоров в русские, охотно скрещивали корни в одно слово. Встречаются варианты Козамордюк (без -ин) и Козамордин — упрощённая форма, где второй корень потерял суффикс.

В дореволюционных переписях фамилия не фиксируется массово — это штучный случай. Носители, скорее всего, были однодворцами или государственными крестьянами: люди, получившие прозвище в быту и закрепившие его за родом, не претендуя на дворянскую благозвучность. Дворянских родов с такой фамилией нет — в гербовники она не попала.

Современный носитель может столкнуться с тем, что фамилию коверкают на слух: пишут «Козомордюкин», «Казамордюкин» или сокращают до «Мордюкин». Но исходная форма — именно с «а» в первом слоге, от «козы», а не «козла». Это не ошибка, а особенность народной этимологии: козу в прозвищах использовали чаще, чем козла, из-за ассоциаций с бодливой и крикливой женщиной, хотя прозвище могли дать и мужчине.