Фамилия Олексина — это женская форма, а её мужской вариант — Олексин. В основе фамилии лежит крестильное имя Алексей, но не напрямую, а через народную, разговорную форму Олекса. На Руси имя Алексей часто произносили и писали как Олексей, отсюда и пошли уменьшительные Олекса, Олекся, Олеша. Фамилия образована по типичной для русских фамилий модели: к основе Олекс- добавился суффикс принадлежности -ин, который указывал на родство: «чей?» — «Олексин», то есть сын, потомок Олексы.

Интересно, что фамилия Олексин (и Олексина) встречается и в украинской, и в белорусской ономастике. В этих языках форма Олекса была даже более употребительной, чем в великорусских говорах, где чаще использовали уменьшительное Алёша. Поэтому предки носителей фамилии могли происходить из юго-западных регионов Российской империи или с территории современной Украины и Беларуси. В русских переписных книгах XVII века также фиксировали крестьян и посадских людей с именем Олекса, так что фамилия не была дворянской привилегией.

С точки зрения словообразования, суффикс -ин указывает на то, что прозвище или имя предка оканчивалось на -а или -я. Это отличает Олексиных от фамилий на -ов, образованных от слов с твёрдым окончанием (Олексов — от Олекс, но такая форма редка). Фамилия Олексина не имеет отношения к растению олеандр или к греческому слову «олекс» — это чисто славянское, календарное происхождение, уходящее корнями в церковное имя Алексей, что значит «защитник» или «помощник».

Встречается также вариант с двойным «с» — Олекссина, но он считается орфографической ошибкой или поздним канцелярским искажением. В современной России фамилия не входит в сотню самых распространённых, но и редкой её не назовёшь: она равномерно рассеяна по центральным и южным областям, а также в Сибири, куда переселялись крестьяне в XIX веке.