Фамилия Мельдина — редкий случай, когда основа почти наверняка не славянская, а заимствованная, и разбирать её нужно не через русское слово «мель» или «мельница», а через личное имя. По словообразовательной модели это типичная русская фамилия на -ин, которая образуется от основ, оканчивающихся на -а или -я. Значит, в её основе лежит имя или прозвище Мельда.

Самое правдоподобное объяснение: Мельда — это разговорная, усечённая форма крестильного имени Мелания (от греческого «мелайна» — чёрная, тёмная). В русских говорах имя Мелания сокращали по-разному: Меланья, Меля, Мела, а в некоторых регионах — Мельда. Суффикс -ин указывает на принадлежность: Мельдин — «чей?» — сын Мельды. Таким образом, Мельдина — это женская форма фамилии, которая исторически закрепилась за дочерью или вдовой Мельдина.

Есть и вторая, менее вероятная версия, связанная с географией. В прибалтийско-финских языках (например, в эстонском или карельском) встречаются основы meld- со значением «мелкий», «неглубокий». Если предки носителя фамилии жили на севере или северо-западе России, в зоне контакта с финно-угорским населением, прозвище Мельда могло означать «мелкий человек» — либо по росту, либо по социальному положению. Однако эта версия слабее: фамилии от прибалтийско-финских основ обычно оформляются суффиксом -ов (Мельдов), а не -ин.

Фамилия Мельдина — недворянская, скорее всего крестьянская или мещанская. Она почти не встречается в центральных губерниях, а её очаги — в Поволжье и на Русском Севере, где имя Мелания было особенно популярно. Поскольку фамилия редкая, её носители, скорее всего, происходят из одного или двух небольших родов, а не из множества разрозненных семей.