Фамилия Панфилкина восходит к мужскому крестильному имени Памфил (в народном произношении — Панфил), которое пришло на Русь из греческого языка и переводится как «всеми любимый». Однако в основу фамилии легла не полная, а разговорная, уменьшительная форма этого имени — Панфилка. Именно такие обиходные варианты имен в старину чаще всего и становились базой для семейных прозваний.

Суффикс -ин в фамилии указывает на принадлежность: Панфилкин буквально означает «сын Панфилки» или «человек из семьи Панфилки». Такая модель словообразования была одной из самых распространенных в северных и центральных русских землях, где фамилии на -ин встречались даже чаще, чем на -ов.

Форма Панфилка с суффиксом -к- исторически несла оттенок просторечия и бытовой непринужденности. Поэтому можно предположить, что основатель рода Панфилкиных был выходцем из простого сословия — крестьянской или посадской среды, где имена в уменьшительной форме использовались повсеместно, в отличие от дворянских кругов, ориентировавшихся на каноническое написание Памфил.

Интересно, что имя Памфил в святцах связано с раннехристианским мучеником Памфилом Кесарийским, известным своей ученостью и книжным собранием. Однако в народной среде это редкое для Руси имя быстро адаптировалось, обрастая просторечными вариантами: Панфил, Панфилка, а позже и фамилиями Панфилов, Панфилкин, Памфилов. Фамилия Панфилкина, таким образом, сохранила для нас именно ту живую, разговорную форму, которую предки использовали в повседневной речи.

Со временем прозвище Панфилка закрепилось за главой семьи, а его дети и внуки стали писаться как Панфилкины. Так потомок человека, которого в округе звали Панфилкой, получил фамилию, дошедшую до наших дней.