Фамилия Митенькин — один из тех случаев, когда форма на -ин скрывает не отчество от полной формы имени, а прозвище или уменьшительное имя. В основе лежит имя Митенька — просторечная, ласковая форма от Дмитрий (через промежуточные варианты Митя, Митенька). Такие уменьшительные имена в XV–XVII веках нередко становились основой для фамилий, причём суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Митенькин, то есть сын Митеньки.

Интересно, что фамилия Митенькин — сравнительно редкая. По данным современных ономастических справочников, она встречается в основном в центральных и северных регионах России, особенно в Вологодской и Кировской областях. Это может говорить о том, что фамилия сформировалась в среде крестьян или посадских людей, где полное церковное имя Дмитрий в быту почти не использовали, заменяя его многочисленными уменьшительными формами. В отличие от фамилий типа Митяев (от Митяй) или Митрофанов (от другого имени), Митенькин сохранил именно ласкательный, «детский» вариант имени.

Есть и вторая, менее вероятная версия: связь с диалектным словом «митенька» — так в некоторых говорах называли смирного, тихого человека. Однако эта гипотеза слабая: слово не зафиксировано в авторитетных словарях русских говоров как распространённое, а имя Митенька — общеизвестно. Поэтому основная версия остаётся антропонимической: фамилия образована от домашнего имени родоначальника, который в документах мог проходить как «Митенька» или «Митенька сын такой-то».

С точки зрения словообразования, фамилия стоит в ряду других «уютных» русских фамилий на -енькин: Васенькин, Петенькин, Серёженькин. Они все — результат того же процесса: уменьшительное имя + фамильный суффикс. В XIX веке такие фамилии часто давались в деревнях, где семьи были большими, и прозвища по именам помогали различать многочисленных тёзок.