Фамилия Пантюшина образована от мужского крестильного имени Пантелеймон, которое в переводе с греческого означает «всемилостивый». В основе фамилии лежит не полная, а просторечная форма этого имени — Пантюша. Цепочка преобразований выглядит так: Пантелеймон сокращался до Пантелей, а затем в народной речи превращался в ласковое Пантюша. Такой путь типичен для русских фамилий: полное имя было длинным и торжественным, а в быту люди использовали короткие домашние варианты, которые и закреплялись за потомками.

Скорее всего, основатель рода Пантюшиных был выходцем из рабочей или крестьянской среды. На это указывает сам характер имени: в дворянской среде предпочитали полные канонические формы, а уменьшительные варианты чаще бытовали среди простого люда. Поэтому потомок человека по имени Пантюша со временем получил фамилию Пантюшин, а для женщин и в семейном обиходе закрепилась форма Пантюшина.

Словообразовательная модель здесь простая и прозрачная: к основе Пантюш- добавляется типичный русский суффикс -ин, указывающий на принадлежность. Фамилии с этим суффиксом отвечали на вопрос «чей?» и означали «сын Пантюши». Это один из самых древних типов русских фамилий, который формировался ещё в XV–XVII веках, когда отчество от домашнего имени отца становилось наследственным прозванием семьи.

Интересно, что имя Пантелеймон было широко распространено на Руси благодаря почитанию святого великомученика Пантелеимона, которого считали целителем. Однако фамилия Пантюшин закрепилась именно за просторечной формой, что делает её более «народной» по звучанию, чем, скажем, Пантелеймонов или Пантелеев. Родственные фамилии — Пантюхов, Пантюшкин, Пантелеев — образованы от других производных того же имени, и Пантюшина стоит в этом ряду особняком: она сохранила редкий промежуточный вариант Пантюша, который сегодня почти не встречается как самостоятельное имя.