Фамилия Мересина образована от прозвища или нецерковного имени Мереса. Основа — глагол «мересить», который в русских говорах имел несколько значений: «мельтешить перед глазами», «мерцать», «казаться, чудиться» (отсюда же слово «мерещиться»). Человек, получивший такое прозвище, мог быть суетливым, неспокойным, либо, напротив, обладать живым воображением и видеть то, чего не замечают другие. В некоторых диалектах «мересить» означало «бредить» или «грезить», так что прозвище могло закрепиться за мечтателем или фантазёром.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Мересина — чья? — жена или дочь Мересы. Такая модель типична для северных и центральных областей России, где фамилии на -ин широко распространены. Встречаются и однокоренные фамилии: Мересин, Мересков, Мересьев — все они восходят к той же глагольной основе, но с разными суффиксами.

Менее вероятная, но допустимая версия связывает фамилию с гидронимом Мереса — так называются небольшие речки в бассейне Оки и Волги. Если предок жил на берегу такой реки, его могли прозвать по названию местности. Однако в ономастических справочниках эта версия считается второстепенной, так как фамилии от гидронимов чаще образуются через суффикс -ский (Мересский).

Географически фамилия Мересина тяготеет к Поволжью и прилегающим областям. Встречается она нечасто, что говорит о локальном происхождении — скорее всего, от одного или нескольких родов в конкретных сёлах. Сословных данных по этой фамилии нет, но по модели образования она могла принадлежать как крестьянам, так и посадским людям.