Фамилия Мартусины (в документальной форме обычно Мартусин) происходит от имени Мартуся — уменьшительной формы крестильного имени Мартин. Имя Мартин имеет латинские корни и переводится как «посвященный богу Марсу», то есть «воинственный». Такая модель образования — от ласкательного варианта крестильного имени через притяжательный суффикс -ин — одна из самых распространенных в русской ономастике. Суффикс -ин указывает на принадлежность: Мартусин буквально значит «сын Мартуси» или «человек из рода Мартуси».

Интересно, что имя Мартин в народной среде давало множество производных форм: Мартын, Мартя, Мартуня, Мартуся. Фамилия Мартусин закрепилась именно за тем вариантом, который звучал мягче и бытовее. В отличие от фамилий на -ов (Мартынов), форма на -ин чаще встречается в северных и центральных областях России, а также в Белоруссии и на Украине.

В старину имя Мартин было достаточно популярным среди православных и католиков, но после церковной реформы XVII века его употребление несколько сократилось. Тем не менее фамилия Мартусин сохранилась и встречается в разных регионах, хотя и не относится к числу массовых. Процесс формирования каждой конкретной фамилии мог быть длительным, поэтому окончательно говорить о точном времени и месте происхождения фамилии Мартусин можно лишь на основании серьезных генеалогических исследований.