Фамилия Недосекина образована от мужского прозвища Недосек. Основа здесь — глагол «сечь» с приставкой «недо-», которая указывает на неполноту действия. Подобные прозвища (Недорез, Недоруб) на Руси давали мужчинам, которые в сражениях получили серьезные увечья, но уцелели и продолжили род. Потомок человека с таким прозвищем со временем получил фамилию Недосекина.

Словообразовательная модель проста: к основе Недосек добавили суффикс -ин, который в русских фамилиях указывает на принадлежность: «чей ты?» — «Недосекин», то есть сын, потомок Недосека. Женская форма Недосекина закрепилась за женами и дочерьми, как это было принято в крестьянской и купеческой среде до XX века.

Интересно, что прозвища с приставкой «недо-» не несли осуждения. В них скорее слышалось уважение к человеку, который прошел через тяжелое испытание, но не погиб. Недосек — это тот, кого «не досекли», кто выжил вопреки всему. Такое имя-оберег могло даваться и детям, чтобы злые силы не позарились на «недоделанного» — этот обычай был распространен шире, чем принято думать.

В письменных источниках фамилия встречается в центральных и северных губерниях России, где были сильны традиции прозвищных именований. Однокоренные фамилии — Недосекин, Недосеков, Недосека — фиксируются в переписных книгах XVII–XVIII веков, хотя массовое закрепление фамилий у крестьянства произошло позже, после отмены крепостного права.