Фамилия Матреночкин — редкий случай, когда в основе лежит не просто имя, а его уменьшительно-ласкательная форма с двойным суффиксом. Разбираем по косточкам: корень «Матрен-» восходит к женскому имени Матрёна (латинское matrona — «знатная женщина», «мать семейства»). Далее идёт суффикс «-очк-», который в русских именах даёт ласковый оттенок (сравните: Лена — Леночка, Катя — Катечка). Получается «Матрёночка» — так в быту могли называть не только девочку, но и взрослую женщину с мягким характером или, наоборот, с иронией. А финальный суффикс «-ин» указывает на принадлежность: «чей?» — Матрёночкин, то есть сын, внук или человек из семьи Матрёночки.

Главная особенность фамилии — её «женское» происхождение. В русской ономастике фамилии от женских имён встречаются реже, чем от мужских, и почти всегда указывают на особые обстоятельства. Чаще всего такую фамилию получал ребёнок, которого воспитывала одна мать (вдова или солдатка), либо внебрачный сын, записанный по матери. В крестьянской среде XIX века это было распространённой практикой: если отец неизвестен или умер, ребёнка в метриках писали как «Матрёночкин» — то есть «сын Матрёны».

Географически фамилия тяготеет к центральным и южнорусским областям, где имя Матрёна было особенно популярно — в Тульской, Рязанской, Воронежской губерниях. Встречаются варианты написания: Матреночкин (с буквой «ё» под ударением) и реже Матрёночкин — но оба произносятся одинаково. Сравните с однокоренными фамилиями: Матрёнин (прямое указание на мать), Матрёнов (от полной формы имени), Матрёшкин (от прозвища по имени). Матреночкин стоит особняком — он указывает на конкретный, ласковый вариант имени, что делает его более личным и «домашним».

В дореволюционных источниках фамилия почти не фиксируется у дворян или купцов — это стопроцентно крестьянская или мещанская фамилия. После революции, когда отменили сословные перегородки, она могла «всплыть» в городах, но массового распространения не получила. Сегодня носители Матреночкиных — это, скорее всего, потомки тех самых «матрёночкиных детей» из центральной России, чью родословную можно проследить по церковным метрикам конца XIX века.