Фамилия Мартяшин — довольно редкая, но её происхождение прослеживается достаточно ясно. В её основе лежит имя или прозвище, а суффикс -ин указывает на модель образования: «чей?» — сын или потомок Мартяши.

Корень фамилии — Мартяш. Это уменьшительно-разговорная форма от канонического крестильного имени Мартин (от латинского Martinus — «посвящённый Марсу», «воинственный») или от более редкого имени Мартиниан. В русской народной традиции имена часто усекали и добавляли суффиксы субъективной оценки: Мартин превращался в Мартюшу, Мартяшу. Форма Мартяш — результат такого же упрощения, как, скажем, Тимош от Тимофей или Степаш от Степан. Суффикс -аш в данном случае придаёт имени оттенок фамильярности, ласки или просто обиходного именования в крестьянской среде.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где имя Мартин было распространено, — это южнорусские и поволжские области, а также территории, на которые оказала влияние украинская или белорусская антропонимия (там форма Мартяш встречается чаще, чем в северных говорах). Поскольку в русской среде имя Мартин никогда не было частым, Мартяшины — это, скорее всего, потомки одного или нескольких родственных родов, а не массовая фамилия.

Есть и другая, менее вероятная версия: основа могла быть прозвищной, от глагола «мартяшить» (в диалектах — «суетиться», «делать что-то неловко»). Но для прозвищной модели типичнее суффикс -а, а не -яш, поэтому имя-основа выглядит убедительнее. В любом случае, фамилия Мартяшин — пример того, как крестильное имя, пройдя через народную переработку, закрепилось в виде отчества и дошло до наших дней.