Фамилия Мерзлютина (женская форма, мужская — Мерзлютин) принадлежит к числу фамилий, образованных по русской модели с суффиксом -ин. Этот суффикс указывает на принадлежность: Мерзлютин буквально означает «сын Мерзлюты» или «человек из рода Мерзлюты». Основа фамилии — прозвище Мерзлюта, которое, в свою очередь, происходит от прилагательного «мерзлый» или глагола «мерзнуть».

Прозвища на -юта в русском языке нередко носили экспрессивный, иногда пренебрежительный или ласкательный оттенок. Мерзлютой могли назвать зябкого, постоянно мёрзнущего человека, либо того, кто родился в холодное время года — например, в сильный мороз. В северных и центральных губерниях России такие прозвища были особенно распространены, так как холод и зима играли заметную роль в быту и народном календаре.

Интересно, что фамилия Мерзлютин встречается относительно редко и имеет чёткую географическую привязку. Основной ареал — Курская и Белгородская области, а также прилегающие территории. Это позволяет предположить, что предки носителей фамилии были выходцами из южнорусских земель, где прозвище Мерзлюта могло закрепиться за переселенцем с севера или за человеком с характерным «зябким» поведением.

Словообразовательная модель с суффиксом -ин типична для фамилий, которые возникли в среде крестьян и посадских людей не позднее XVII века. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые часто образовывались от имён на -а, -я, фамилии на -ин охватывали прозвища и имена, оканчивающиеся на согласный или -о. Мерзлюта попадает под это правило, поэтому вариант Мерзлютов был бы менее органичен для русского языка, хотя теоретически возможен.

В дореволюционных переписях фамилия фиксируется в основном в крестьянской среде, что подтверждается данными по Курской губернии. Дворянских родов с такой фамилией не известно. Современные носители фамилии Мерзлютина могут с уверенностью связывать своё происхождение с прозвищем, которое давалось по внешнему признаку или обстоятельствам жизни — без мистики и надуманных версий.