Фамилия Мажейкин образована от мужского имени Мажейка. Это, в свою очередь, — уменьшительно-ласкательная форма крестильного имени Матвей. В русской народной традиции имя Матвей нередко произносили как Матфей, а в бытовой речи «стягивали» до коротких вариантов: Матюха, Матюша, Матей, Мажей. Форма Мажейка закрепилась в северных и центральных говорах, где суффикс -ей-/-ейк- придавал имени оттенок ласки или принадлежности к простонародной среде.

Модель фамилии типична для русского ономастикона: суффикс -ин указывает на принадлежность — «чей сын?» — то есть Мажейкин буквально означает «сын Мажейки». Такая патронимическая схема (основа на -а/-я + -ин) характерна для фамилий, образованных от имён и прозвищ с окончанием на гласный: Пушкин, Ильин, Кузьмин. В случае с Мажейкиным основа имени оканчивается на -ейка, что встречается реже, чем привычные -ка (Ивашка, Петька), но вполне закономерно для диалектных форм.

Спорных версий происхождения немного. Иногда Мажейкин ошибочно связывают с литовским словом mažas — «маленький», но это натяжка: фонетически фамилия ближе к русскому имени, к тому же суффикс -ин в литовских фамилиях неупотребителен. В белорусской и польской традиции встречается фамилия Мажейко (с ударением на последний слог), но русский вариант с суффиксом -ин указывает на адаптацию именно в великорусской среде.

Географически фамилия Мажейкин тяготеет к Псковской, Тверской и Смоленской областям — регионам, где исторически смешивались русские и западнорусские говоры, и где форма Матвей могла звучать как Мажей. Встречается она нечасто, поэтому носители фамилии, скорее всего, происходят из одного локального рода, разошедшегося по стране в XIX–XX веках.

Социальный контекст прост: предки Мажейкиных — крестьяне или посадские люди, получившие фамилию по имени отца. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что тоже говорит в пользу её народного, а не книжного происхождения.