Фамилия Мерзлайкин — одна из тех, что сразу бросаются в глаза своей звуковой фактурой. Её основа — глагол «мерзнуть» или прилагательное «мерзлый», а суффикс -айкин указывает на характерную модель образования. В русских фамилиях суффикс -айк(ин) встречается нечасто и обычно прикрепляется к прозвищам, описывающим внешность, поведение или свойства человека: например, Гуляйкин (от «гулять»), Кисляйкин (от «кислый»). Мерзлайкин, скорее всего, образован от прозвища Мерзлый или Мерзлай — человека, который либо постоянно мёрз, либо был холодным, неприветливым по характеру, либо даже имел бледную, «застывшую» внешность.

Словообразовательная цепочка здесь проста: основа «мерзл-» (от «мерзнуть», «мёрзлый») + суффикс -айк- (уменьшительно-пренебрежительный или характеризующий) + фамильный суффикс -ин. То есть Мерзлайкин буквально означает «сын (или потомок) Мерзлая». В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще указывают на отчество от имени или профессии, суффикс -ин здесь подчёркивает прозвищное происхождение. Такие фамилии были типичны для крестьянского и мещанского сословий центральной России, особенно в северных и восточных губерниях, где холодный климат мог породить подобные прозвища.

Географически фамилия Мерзлайкин редкая. По данным современных справочников, её основное бытование — в Поволжье и на Урале, особенно в Пермском крае и Кировской области. Это косвенно подтверждает северное происхождение: в этих регионах прозвище «Мерзлый» могло быть ироничным или бытовым, а не оскорбительным. Встречаются также варианты написания с одной «л» (Мерзайкин), но они ещё реже и, возможно, являются искажением при переписи.

Есть и альтернативная, менее вероятная версия: что основа не от «мерзнуть», а от диалектного слова «мерзла» — так в некоторых говорах называли мелкую рыбу или ледяную корку на снегу. Однако такое толкование не подкреплено устойчивой традицией, и большинство ономастов (следуя логике Б. Унбегауна) склоняются к «холодному» значению. В любом случае, фамилия Мерзлайкин — яркий пример того, как русский язык превращает бытовую черту или погодное явление в родовое имя, которое через века доносит до нас образ предка, возможно, зябнувшего у печи или носившего прозвище за суровый нрав.