Фамилия Орелкин образована по простой и прозрачной модели: основа «орел» плюс притяжательный суффикс -ин. Такой суффикс в русских фамилиях указывал на принадлежность: Орелкин — значит «сын Орелка» или «из семьи Орелка». В качестве основы тут выступает не сама птица, а прозвище Орелок, которое в старину давали человеку с орлиным взглядом, гордой осанкой или острым умом. Прозвища от названий птиц — один из самых частых источников русских фамилий, и Орелкин стоит в этом ряду рядом с Соколовым, Ястребовым и Воробьёвым.

Однако у фамилии есть и альтернативная версия, связанная с крестильным именем. В святцах есть редкое имя Орёл — это калька с греческого Аэтос, которое встречалось в монашеской среде. От него легко могли образовать уменьшительную форму Орелок, а затем и фамилию. Эта гипотеза менее популярна, но вполне возможна для семей, где имя давали по святцам, а не по прозвищу. Более вероятным всё же остаётся прозвищное происхождение: в документах XVI–XVII веков, по данным словаря Веселовского, встречаются люди с прозвищем Орёл, а вот имя Орёл почти не фиксируется.

Географически фамилия Орелкин рассредоточена, но тяготеет к центральным и южным регионам России. Встречается в Курской, Воронежской, Тамбовской губерниях, а также на Урале — туда её могли занести переселенцы. Сословно носители фамилии в основном были крестьянами и мещанами, хотя отдельные ветви могли принадлежать к духовенству (где любили «птичьи» фамилии). В дворянских родословных книгах Орелкины не значатся — это фамилия народная, без гербов и титулов.

Любопытная деталь: в говорах некоторых областей «орелком» называли не только птицу, но и озорного, задиристого мальчишку. Так что предок Орелкин мог быть не столько гордым, сколько бойким и неуёмным — что тоже неплохо для характеристики рода.