Фамилия Мышлявкина — женская форма фамилии Мышлявкин, и её разбор стоит начать с нестандартного суффикса. В русских фамилиях часто встречаются суффиксы -ов/-ев, -ин, -ский, но -авк(ин) встречается реже. Основа «Мышлявк-» указывает на прозвище Мышлявка, которое, скорее всего, происходит от глагола «мышлять» — в старых говорах это означало «замышлять, размышлять, хитрить». Человек, которого прозвали Мышлявкой, мог быть не просто задумчивым, а расчётливым, себе на уме, возможно, хитроватым. Суффикс -авк(а) придаёт слову уменьшительно-пренебрежительный оттенок, то есть прозвище звучало не как официальное имя, а как бытовая характеристика: «этот Мышлявка опять что-то придумал».

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и украинским землям, где глагол «мышлять» был в ходу. Встречается она в основном в Курской, Воронежской, Белгородской областях, а также на востоке Украины. Это не случайно: в этих регионах активно использовались прозвища на -авка, -явка (сравните: Кривлявка, Сморкавка). Фамилия Мышлявкин, таким образом, образовалась по типичной модели: прозвище на -авка (Мышлявка) плюс притяжательный суффикс -ин, означающий «чей?» — «сын Мышлявки». Сословно носители фамилии чаще всего были крестьянами или однодворцами, то есть людьми, чьи прозвища фиксировали личные качества, а не ремесло.

Есть и альтернативная, менее вероятная версия: связь с фамилией Мышкин или Мышков, но суффикс -авка здесь не объяснить. Если бы основа была «мыш-», мы бы получили Мышков или Мышкин. Наличие слога «ля» и суффикса -авк- однозначно указывает на глагол «мышлять», а не на животное «мышь». Поэтому версия с «замышляющим» предком — основная и самая правдоподобная. В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) подобные модели разбираются как прозвища по внутреннему качеству, и Мышлявкина — характерный пример такой народной номинации.