Фамилия Мрачина — редкий случай, когда исходное слово почти не изменилось за века. В её основе лежит прилагательное «мрачный» или существительное «мрак». Прозвище Мрачный на Руси давали человеку угрюмого, нелюдимого нрава, либо тому, кто постоянно ходил с хмурым лицом. Фамилия образована с помощью патронимического суффикса -ин, который в русском языке указывает на принадлежность: «чей?» — «Мрачина», то есть сын или потомок Мрачного. Такая модель типична для прозвищ, описывающих характер, и встречается реже, чем фамилии от крестильных имён.

В отличие от фамилий на -ов/-ев (Мрачков, Мрачнев), суффикс -ин чаще закреплялся за основами, оканчивающимися на -а/-я. Однако форма Мрачина могла возникнуть и иначе: от прозвища Мрач, которое в говорах означало не только «мрак», но и «пасмурную погоду», «туман». В этом случае фамилия могла достаться человеку, жившему в сырой низине или в месте, где часто стояли туманы. Географически фамилия встречается в основном на западе России — в Смоленской, Псковской, Брянской областях, а также в Беларуси. Это косвенно подтверждает её западнорусское или белорусское происхождение, где слово «мрач» в значении «сумрак» сохранялось дольше.

С точки зрения словообразования фамилия Мрачина стоит в одном ряду с такими, как Угрюмов, Хмуров, Суровцев. Но если те образованы через суффикс -ов, то Мрачина — через -ин, что делает её более архаичной. В дореволюционных метрических книгах иногда встречается вариант Мрачинин — с двойным суффиксом, что говорит о неустойчивости формы в XIX веке. В современном написании фамилия закрепилась без второго -ин, что типично для фамилий, где основа уже оканчивалась на -ин (ср. Ильин, Пулькин).

О сословной принадлежности носителей фамилии судить сложно — слишком мала выборка. Скорее всего, предки Мрачиных были крестьянами или мещанами. В дворянских родословных книгах эта фамилия не зафиксирована. Известных деятелей культуры или науки с такой фамилией нет — это редкая, почти угасшая фамилия, которая тем не менее сохранилась в нескольких регионах России.