Фамилия Натахина образована от мужского варианта Натахин с помощью типичного русского суффикса -ин, указывающего на принадлежность: «чей?» — Натахин, то есть сын или потомок человека по прозвищу Натаха. Основа здесь — усечённая форма имени Афанасий, которое в народной речи давало множество сокращений: Натаха, Натоха, Натаня. Афанасий — греческое имя со значением «бессмертный», но в быту оно давно потеряло сакральный оттенок и стало бытовым, почти нарицательным. Таким образом, предок носительницы фамилии Натахина мог быть Афанасием, которого в семье или на деревне звали Натахой.

Интересная особенность: фамилия Натахина встречается заметно реже, чем однокоренные Наташин, Натанов или Натаев. Это говорит о том, что форма Натаха была не самой распространённой в качестве прозвища. Возможно, она бытовала в определённой местности — например, в южнорусских или среднерусских говорах, где любили усекать имена до открытого слога. По данным современных телефонных справочников и баз переписи, фамилия Натахина (и мужской вариант Натахин) фиксируется преимущественно в центральных областях России — в Тверской, Московской, Ярославской, а также в Сибири, куда её могли занести переселенцы.

Словообразовательная модель проста: корень «Натах-» (от Афанасий) плюс суффикс -ин. Никаких редких или спорных элементов здесь нет. Фамилия крестьянская, недворянская, что типично для патронимов на -ин: так называли людей по отцу, не имевшему герба или высокого сословного статуса. В дореволюционных документах женская форма Натахина могла писаться с буквой «ѣ» в окончании (Натахіна), но после реформы 1918 года закрепилось современное написание.

Если искать параллели, то стоит вспомнить фамилию Натахин в списках участников Великой Отечественной войны — она встречается, но не массово. В целом, фамилия редкая, и её носители, скорее всего, происходят из одного или нескольких локальных родов, разошедшихся по стране в XIX–XX веках.