Фамилия Пантюшкина — женская форма мужской фамилии Пантюшкин. В русской традиции такие фамилии образуются от мужских прозвищ или имён с помощью суффикса -ин, указывающего на принадлежность: «чей?» — Пантюшкин, то есть «сын Пантюшки». Основа фамилии — Пантюшка, уменьшительно-ласкательная форма от имени Пантелеймон. Имя Пантелеймон, греческого происхождения (Παντελεήμων — «всемилостивый»), было популярно на Руси благодаря святому великомученику и целителю Пантелеймону. В народной речи имя сокращалось до Пантя, Пантюха, Пантюша, а затем и до Пантюшка — форма, типичная для простонародной среды XVI–XVII веков.

Интересно, что суффикс -ушк- в основе не просто уменьшительный, а часто использовался для создания обиходных, «домашних» вариантов крестильных имён. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые бытовали у всех сословий, фамилии на -ин чаще встречались на севере и в центральных областях России. Пантюшкины могли происходить из крестьян или посадских людей — именно в этих слоях сохранялись такие «уличные» прозвища, позже закреплённые как фамилии. В документах XVII века встречаются упоминания крестьян с именем Пантюшка, например, в переписных книгах Новгородской и Вологодской земель.

Есть и менее вероятная версия: связь с диалектным словом «пантюшка» — так в некоторых говорах называли ленивого или медлительного человека. Однако она не подкреплена широкой ономастической традицией. Основной и надёжный путь — от имени Пантелеймон, что подтверждается и обилием однокоренных фамилий: Пантелеев, Пантюхов, Пантюшин. Фамилия Пантюшкина — не редкая, но и не массовая, её география тяготеет к Поволжью и Уралу, куда переселялись крестьяне в XVIII–XIX веках.