Фамилия Недобиткин — редкий случай, когда прозвище сохранило в себе глагольную форму с отрицанием. В основе лежит слово «недобиток» — так в старину называли того, кто выжил после побоища, уцелел в бою или остался жив после тяжелой болезни. Прямое значение — «тот, кого не добили», «оставшийся в живых вопреки всему». Фамилия образована по стандартной модели: прозвище Недобиток плюс притяжательный суффикс -ин, указывающий на принадлежность потомку этого человека — «чей? — Недобиткин».

Интересна словообразовательная конструкция. В отличие от большинства русских фамилий на -ов/-ев, здесь использован суффикс -ин, что типично для прозвищ на -а/-я (как Пушкин, Репин). Недобиток — мужского рода, но окончание -ок при склонении даёт форму «Недобитка», от которой и пошла фамилия: сын Недобитки. В говорах могло звучать и как Недобитко, что потом русифицировали в Недобиткин.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским областям — Курской, Воронежской, Ростовской, а также встречается на Украине. Это не случайно: в казачьей среде прозвище «недобиток» могло быть почётным — его давали воину, выжившему в жестокой сече. В мирной жизни прозвище иногда закреплялось за человеком, который пережил эпидемию или нападение.

В ономастических словарях фамилия не получила широкого освещения, но её прозрачная внутренняя форма говорит сама за себя. Родственные фамилии — Недобитов, Недобоев, Недобитко — встречаются чаще, но Недобиткин сохранил более архаичную модель с суффиксом -ин. В дореволюционных переписях носители фамилии числились в основном крестьянами и однодворцами, что подтверждает её народное, недворянское происхождение.