Фамилия Мартишкина образована от имени Мартишка — уменьшительной формы крестильного мужского имени Мартин. В основе лежит латинское Martinus, что значит «посвященный Марсу» или «воинственный». Имя Мартин было распространено на Руси, а его народные и уменьшительные варианты — Мартин, Мартя, Мартишка — встречались в разных говорах. Фамилии на -ин, такие как Мартишкин, традиционно складывались в среде крестьян и посадских людей: суффикс указывал на принадлежность «сын Мартишки» или «человек Мартишки». Так что носитель фамилии — потомок человека, которого в быту звали Мартишкой.

Среди покровителей имени — римский папа Святой Мартин, защищавший православную веру от еретиков в VII веке. Это имя почиталось и в народной среде, поэтому встречалось не только у знати, но и у простых людей. Скорее всего, основатель рода Мартишкиных был выходцем из рабочей или крестьянской среды — об этом говорит сама словообразовательная модель: фамилии на -ин от уменьшительных имён типичны именно для непривилегированных сословий.

Известный однофамилец — Хризостом (в миру Георгий Федорович Мартишкин), митрополит Виленский и Литовский. Его биография подтверждает, что фамилия бытовала в духовной среде, хотя первоначально не была «церковной» по происхождению. В целом же фамилия редкая, сконцентрирована в центральных и северо-западных регионах России, где имя Мартин в народных формах держалось дольше всего.