Фамилия Летяйкина — женская форма фамилии Летяйкин, и её происхождение стоит искать не в небе, а в земных, бытовых прозвищах. Вопреки первому впечатлению, корень здесь не обязательно связан с полётом. Скорее всего, в основе лежит глагол «летяйкать» или существительное «летяйка», которое в русских говорах имело несколько значений. В частности, в вятских и пермских диалектах «летяйкой» называли непоседливого, вертлявого человека, который всё время куда-то спешит, «летает» по делам. Такое прозвище могли дать суетливому, быстрому в движениях человеку.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Летяйкин буквально означает «сын Летяйки». Это типичная модель русских фамилий-притяжательных прилагательных, образованных от прозвищ или имён, оканчивающихся на -а/-я. Форма Летяйкина — соответственно, «дочь или жена Летяйкина».

Менее вероятная, но возможная версия связывает фамилию с диалектным словом «летяй» — так в некоторых регионах называли ленивого или беспечного человека, который живёт «на лету», не заботясь о хозяйстве. Если это так, то прозвище могло иметь ироничный или осуждающий оттенок. Однако первая версия — с непоседливостью — встречается в ономастических источниках чаще.

Географически фамилия Летяйкин наиболее характерна для Поволжья и северо-востока Европейской России. Встречается она и в форме Летягин (с чередованием г/к), что подтверждает её диалектную природу: в разных говорах одно и то же слово могли произносить и как «летяга», и как «летяйка». Поэтому предки современных Летяйкиных, скорее всего, были не аристократами и не военными, а простыми крестьянами или ремесленниками, получившими прозвище за свой живой, подвижный характер.