Фамилия Нефёдочкина — женская форма фамилии Нефёдочкин, и её происхождение напрямую связано с именем Нефёд. Это разговорная, народная форма канонического имени Мефодий, которое в древнегреческом означало «методичный», «следующий порядку». В русской традиции имя Мефодий подверглось сильному фонетическому упрощению: начальное «Ме» перешло в «Не», а ударный слог стянулся. Так появилось простое и ходовое имя Нефёд, которое в XVI–XVII веках было распространено среди крестьян и посадских людей, особенно на севере и северо-востоке России.

Модель образования фамилии — патронимическая, то есть «сын Нефёдочки». Суффикс -ин указывает на принадлежность: Нефёдочкин буквально значило «чей?» — «маленького Нефёда», «Нефёдочкин сын». Уменьшительная форма Нефёдочка (от Нефёд) говорит о том, что предок носителя фамилии был младшим в семье, возможно, младшим сыном или внуком, которого в быту называли ласково, а не полным именем. В ономастике такие «двойные» патронимы (от уменьшительного имени) характерны для фамилий, которые закрепились не сразу, а через прозвище по отцу.

Географически фамилия Нефёдочкин чаще всего встречается в бывших вотчинах и уездах центральной России: в Тверской, Ярославской, Костромской и Владимирской губерниях. Там же фиксируется и вариант с ударением на второй слог — Нефёдочкин, что иногда путают с фамилией от имени Федот (Нефёдочка могли ошибочно связывать с Федей). Но корень здесь именно от Нефёда, а не от Фёдора, и это важно: носители фамилии — потомки человека по имени Мефодий, чьё имя в народе звучало как Нефёд.

В отличие от более частых Нефёдовых или Нефёдкиных, фамилия Нефёдочкин сохраняет редкую уменьшительную основу. Если Нефёдов — это просто «сын Нефёда», то Нефёдочкин — «сын Нефёдочки», что подчёркивает не только родство, но и семейное прозвище младшего поколения. В документах XVII–XVIII веков такие формы встречаются в писцовых книгах как указание на внука или правнука, жившего в большой патриархальной семье.