Фамилия Мелюшкин — редкий пример, когда прозвище, лёгшее в основу, можно реконструировать почти буквально. Она образована по типичной русской модели с суффиксом -ин, который в древнерусском языке указывал на принадлежность: Мелюшка — сын Мелюшки. А вот само имя Мелюшка — это уменьшительная форма от древнего нецерковного имени Мелюк или Меля. Что оно означало? Скорее всего, корень тот же, что в глаголе «молоть» — то есть «тот, кто мелет». В старину мельник, работник на мельнице или просто человек, занятый размолом зерна, получал прозвище Мелёк, Мелюк, а его сына или внука уже называли Мелюшкиным. Со временем фамилия закрепилась в форме Мелюшкин.

Менее вероятная, но допустимая версия связывает основу с диалектным словом «мелюзга» — мелкий, незначительный человек. В этом случае прозвище Мелюшка мог получить человек невысокого роста или младший по положению. Однако первая версия (от «молоть») выглядит убедительнее: она опирается на устойчивую модель прозвищ по профессии, а суффикс -ушк- в уменьшительной форме характерен именно для имён, образованных от глагольных корней (ср. Мелюшка — от молоть, как Верушка — от верить, Петрушка — от Пётр).

Фамилия не относится к числу дворянских. Её носители — потомки крестьян или мещан, чаще всего из центральных и северных губерний России, где молотьба и мельничное дело были повсеместны. Встречается она редко, что объясняется узостью исходного прозвища: Мелюк или Мелюшка — не самое распространённое имя, в отличие, скажем, от Ивана или Петра. По данным переписей, основные очаги фамилии — Тверская, Ярославская и Вологодская области, что косвенно подтверждает «мельничную» версию: именно в этих регионах было много водяных мельниц.