Фамилия Огорелкина — женская форма фамилии Огорелкин. Её основа — прозвище или нецерковное имя Огорелка. В русских говорах «огорелка» могло означать человека с опалённым, обгоревшим лицом или волосами, либо того, кто пострадал от огня — например, погорельца. Прозвища по внешним признакам и несчастным случаям были в ходу у крестьян: они не несли оскорбительного смысла, а просто фиксировали заметную черту или событие из жизни человека.

Словообразовательная модель проста: основа «огорелк-» и суффикс «-ин», указывающий на принадлежность («чей сын?» — Огорелкин). Суффикс «-ин» в русских фамилиях типичен для основ, оканчивающихся на «-а», «-я»: Огорелка → Огорелкин. Мужская форма Огорелкин встречается редко, но она существует, и её география — преимущественно центральные и южные регионы России, особенно те, где были распространены говоры с аканьем (произношение «а» вместо «о» в безударном положении). В старых документах фамилию могли записать и как Агорелкин — из-за того же акающего произношения.

Версия, возводящая фамилию к названию населённого пункта вроде Огорелки или Огорелово, маловероятна: на карте такие топонимы не зафиксированы, а для образования оттопонимической фамилии типичны суффиксы «-ский» или «-цкий». Редкая фамилия Огорелкина не связана с фамилиями Огарков или Огорельцев, хотя у них общий корень «горел-/гар-». В отличие от массовых Огарковых, Огорелкины — «штучный» вариант, сохранившийся, скорее всего, в одном-двух родах, и это делает её хорошим маркером для генеалогического поиска: если фамилия встречается в архивных записях, это почти наверняка ваши прямые предки.