Фамилия Луницина — женская форма, а её мужской вариант Луницин. В основе фамилии лежит нецерковное имя или прозвище Луница. В русской ономастике это редкий случай: слово «луница» в диалектах означало «лунка», «ямка», а в некоторых говорах — «небольшой залив», «затон». Но чаще всего Луницей в старину называли человека с бледным, «лунным» лицом или того, кто родился в новолуние (ср. с именем Луна у других славянских народов).

Словообразовательная модель проста: суффикс -ин указывает на принадлежность — «чей сын?» — «Луницын», то есть сын Луницы. Со временем окончание адаптировалось к стандартной парадигме, и фамилия закрепилась как Луницин. Географически фамилия тяготеет к северо-западным и центральным областям России: Псковская, Тверская, Новгородская губернии — там, где диалектное слово «луница» было в ходу.

Есть и другая версия, менее вероятная: связь с церковным именем Лука через уменьшительную форму Луня (Луня → Луница). Но тогда фамилия писалась бы через «я» — Луняцин, а не Луницин. Гласная «и» в корне указывает именно на прозвище от «луна», а не на каноническое имя.

Встречается также написание Луни́цына с ударением на второй слог — это может быть искажение при переходе в фамилию или региональное произношение. В любом случае, предки носителей фамилии — крестьяне или посадские люди, получившие прозвище по внешности или по обстоятельствам рождения. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано.