Фамилия Пантюшин отвечает на вопрос «чей ты будешь?» и образована от личного имени Пантюша — так в старину в быту, по-соседски, звали человека с крестильным именем Пантелеймон. Само имя греческое и переводится как «всемилостивый», но в фамилию легла не полная церковная форма, а её просторечный, усечённый вариант: Пантелеймон → Пантелей → Пантюша. Цепочка сокращений типична для русской народной традиции: длинное и торжественное имя в повседневной речи сжимали до короткого и удобного, а уже от этой домашней формы и пошла фамилия.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Пантюшин буквально значит «сын Пантюши», «Пантюшин ребёнок». Такая модель — одна из самых распространённых в русских фамилиях, она отвечает на вопрос «чей?» и закрепилась в основном в северных и центральных русских землях, где преобладала именно эта форма, а не южнорусская -ов. Поэтому, хотя имя Пантелеймон было известно по всей Руси, фамилия Пантюшин встречается чаще в тех регионах, где прижился суффикс -ин.

Покровителем имени считается святой Пантелеймон, врач и великомученик, которого почитали как целителя. В народной среде имя было популярным, но не настолько частым, как Иван или Пётр, поэтому фамилия Пантюшин не относится к числу массовых. Носители её, скорее всего, происходили из крестьянской или посадской среды: дворянские роды с такой фамилией в истории не отмечаются, а вот в переписных книгах и ревизских сказках люди с именем Пантюша встречаются регулярно.

Иногда Пантюшиным записывали и тех, кого в документах звали просто Пантелей, без уменьшительного суффикса, — писцы не всегда строго различали формы имени. Впрочем, основная масса фамилий на -ин от имён на -ша (Пантюша, Ванюша, Тимюша) возникла именно от уменьшительных прозвищ, так что версия с Пантюшей остаётся основной и самой правдоподобной.

Отдельно стоит сказать, что фамилия сохранила в себе след живой разговорной речи XVII–XVIII веков: сейчас имя Пантюша забылось, а фамилия осталась его напоминанием. Встречаются и родственные образования — Пантелеев, Пантюхов, Пантюшкин, — все они выросли из разных ступеней сокращения одного и того же Пантелеймона. Так что Пантюшины — это дальние родственники по имени, разошедшиеся по разным фамилиям.