Фамилия Мершина образована от имени или прозвища Мерша с помощью типичного русского патронимического суффикса -ин. Она отвечает на вопрос «чей?»: чей сын? — Мершин, а в женском роде — Мершина. Такая модель была особенно распространена в северных и центральных областях России, где фамилии на -ин фиксировались у крестьян и посадских людей раньше, чем на юге.

Корень Мерш- — неочевидный и редкий. Самая прямая версия: Мерша — это вариант канонического имени Меркурий (от латинского Mercurius, имени бога торговли). В народном произношении имя упрощалось: Меркул, Меркуша, Мерша. Такая цепочка естественна для русской ономастики: длинные и непривычные имена крестьяне сокращали до двух-трёх слогов. Если предок звался Меркурием, в быту он мог стать Мершей, а его дети — Мершиными.

Вторая версия связывает основу с глаголом «мершить» — в некоторых говорах это означало «морщить», «коробить», а в переносном смысле — «ворчать», «брюзжать». Тогда Мерша — прозвище человека сварливого или постоянно недовольного. Прозвища по характеру давали часто, и они легко переходили в фамилии, особенно если прозвище было метким.

Третья, менее вероятная гипотеза — от географического названия, например речки Мерша или деревни Мершино. Такие топонимы встречаются в бассейне Оки (Мерша — приток Угры), но обычно фамилии от названий мест образуются с суффиксом -ский (Мершский), а не -ин. Поэтому версия с именем или прозвищем выглядит убедительнее.

В дореволюционных списках фамилия Мершина встречается редко, что говорит о её локальном бытовании. Скорее всего, она возникла в одной из северных или центральных губерний — в Рязанской, Владимирской или Ярославской, где была сильна традиция «икающих» говоров и сокращённых форм имён. Носители фамилии, вероятно, были крестьянами или мещанами, а сама фамилия не принадлежала к дворянским родам.