Фамилия Кремлина — женская форма фамилии Кремлин. В её основе лежит прозвище Кремель. Такое прозвище в старину давали не по названию крепости, а по кремню — твёрдому камню, из которого высекали огонь. Прозвище Кремель мог получить человек, добывавший кремни на продажу или работавший с ними. Но было и переносное значение: «кремень» на Руси говорили об упрямом, несговорчивом или прижимистом человеке. Со временем гласная «е» в прозвище утратилась, и Кремель превратилось в Кремль, а от него образовалась фамилия Кремлин.

Существует и другая версия — от слова «кремль» в значении «внутренняя городская крепость». Согласно ей, прозвище Кремля (или Кремль) давали тому, кто жил у кремлёвских стен или внутри них. Эта гипотеза менее правдоподобна: фамилии от названий крепостей встречаются реже, чем от прозвищ по характеру или ремеслу. К тому же слово «кремль» как обозначение крепости закрепилось в языке довольно поздно, а прозвища на -ель (Кремель) — древняя и распространённая модель.

Фамилия Кремлин образована по типичной русской модели с суффиксом -ин, который указывает на принадлежность: «чей?» — Кремлин, то есть сын или потомок Кремля (Кремеля). Женская форма Кремлина сохраняет тот же корень и суффикс, меняя лишь окончание. Встречается эта фамилия не только в центральной России, но и на севере, где кремни добывали чаще, а прозвища были особенно цепкими.