Фамилия Митрофанкина образована от мужского имени Митрофан. В основе лежит полная форма канонического имени Митрофан (греч. «явленный матерью»), которое до революции было распространено в крестьянской и мещанской среде. Модель образования здесь двойная: суффикс -к- указывает на уменьшительную или обиходную форму имени (Митрофанка), а финальный суффикс -ин(-а) — на принадлежность. В прямом значении фамилия Митрофанкина отвечает на вопрос «чей?» — то есть дочь, жена или вдова Митрофанки, человека по имени Митрофан.

Форма с окончанием -а характерна для женского варианта фамилии. В русской традиции такие фамилии часто закрепились за женщинами в документах, если мужчина в семье носил фамилию Митрофанкин. Мужской вариант — Митрофанкин. Оба варианта типичны для центральных и северных губерний России, где суффикс -ин был основным патронимическим показателем.

Интересно, что имя Митрофан давало много производных форм: Митроха, Митроша, Митря, Митрофанка. Фамилия Митрофанкина — одна из немногих, где сохранился именно суффикс -к-, а не -ш- или -х-. Это говорит о том, что в основе лежало не уличное прозвище, а именно уменьшительное имя, которое использовалось в быту. По сравнению с фамилиями Митрофанов (от полного имени) или Митрошин (от другой формы), Митрофанкина встречается заметно реже и имеет более выраженный «домашний» оттенок — так могли называть младшего члена семьи или человека невысокого социального статуса.

В сословном отношении предки носительницы фамилии скорее всего были крестьянами или посадскими людьми: в дворянской среде имя Митрофан тоже встречалось, но фамилии от него образовывались по другой модели (Митрофановы, реже Митрофанские). Географически фамилия тяготеет к Воронежской, Тамбовской и Рязанской губерниям — регионам, где имя Митрофан было особенно популярно благодаря почитанию святителя Митрофана Воронежского.