Фамилию Лелькина проще всего разобрать, начав с самого яркого — суффикса. Это типичная «материнская» фамилия, образованная от женского имени или прозвища с помощью притяжательного суффикса -ин, который отвечает на вопрос «чей?». Лелькина — буквально «дочь (или жена) Лельки». Основа здесь — имя Лариса или Лора. В русских деревнях и провинциальных городах XIX века имя Лариса часто сокращали до Лёля, Ляля, а уменьшительно-ласкательная форма Лёлька, Лелька была ходовой. Со временем прозвище «Лелька» закрепилось за женщиной, а её дети или муж получали фамилию по ней: «Лелькины дети».

Менее очевидная, но правдоподобная версия ведёт к древнерусскому языческому имени Лель (Лёля). В славянской мифологии Лель — божество любви и брака, упоминаемое в фольклорных записях. Если предок получил прозвище Лель — за весёлый нрав, любвеобильность или за то, что пел веснянки, — то его жена или дочь могла стать Лелькиной. В этом случае фамилия отражает не имя, а прозвище, но механизм образования тот же: от мужского прозвища Лель через форму «Лелька» (как Ивашка от Иван) — к фамилии.

Географически фамилия редкая, не массовая. По данным переписей, она встречается очагами в Центральной России, особенно в Костромской и Ивановской областях, а также в Поволжье. Это указывает на то, что род мог возникнуть в среде крестьян или мещан, где «материнские» фамилии давали детям, если отец был неизвестен или умер рано, либо если мать была вдовой с сильным характером и хозяйством.

В дореволюционных метрических книгах фамилия могла писаться через «ё» — Лёлькина, что фонетически точно передавало произношение. Путаница с буквой «ё» в советских документах часто превращала её в «е», так что современное написание «Лелькина» — результат упрощения. Носительницы фамилии могут найти в архивах своих предков-крестьянок, чьё имя Лариса или прозвище Лелька закрепилось в роду вопреки патриархальной традиции — это редкий случай, когда фамилия «по матери» сохранилась и дошла до наших дней.