Фамилия Мерзлинкина — женская форма от Мерзлинкин, и её разбор стоит начать с суффикса, который сразу бросается в глаза. Модель образования здесь двойная: основа «Мерзл-» + суффикс «-инк-» + окончание «-а». Суффикс «-инк-» в русских фамилиях встречается редко и чаще всего указывает на принадлежность по женской линии (сравните с фамилиями типа Кожинкин, где «-инк-» — это уменьшительно-притяжательный вариант от «-ин»). Однако в фамилии Мерзлинкин этот суффикс мог закрепиться как часть прозвищной основы, а не как показатель родства. Сама основа «Мерзл-» восходит к прилагательному «мёрзлый» — то есть замёрзший, холодный, или к глаголу «мерзнуть». Это могло быть прозвище человека, который постоянно зяб, мерзлявого, либо того, кто работал на холоде — например, зимой возил лёд или торговал мороженым.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным областям России, где зимы долгие и холодные, а прозвища по погодным условиям были обычным делом. Встречается она редко, что объясняется нестандартным суффиксом: более распространены однокоренные фамилии вроде Мерзлов, Мерзляков или Мерзлин. Сравнение с ними даёт ключ к пониманию. Мерзлинкин — это не просто «сын мёрзлого», а скорее «внук» или «маленький Мерзлый», с оттенком ласкательности или уменьшительности, который придавал суффикс «-инк-». В старых переписях такие формы часто давали детям или младшим членам семьи, чтобы отличить их от старших носителей того же прозвища.

Есть и вторая, менее вероятная версия: связь с диалектным словом «мерзлина» — трещина в земле от мороза, или «мерзлик» — ком мёрзлой земли. В этом случае фамилия могла быть топонимической, то есть указывать на место жительства — у оврага или на промёрзшем участке. Но для этого нужны были бы документальные подтверждения, которых в открытых источниках по фамилии Мерзлинкина пока нет.

Сословно фамилия не даёт чётких указаний: она могла возникнуть и у крестьян, и у мещан. Известных носителей с такой фамилией в истории не зафиксировано, что типично для редких форм. Единственная особенность, которая может заинтересовать читателя: в дореволюционных записях фамилия иногда писалась через «е» — Мерзленкин, что отражает акающее произношение, свойственное центральным говорам.