Фамилия Патерин образована по самой распространённой в русской ономастике модели — с помощью суффикса -ин, который указывает на принадлежность: «чей?» — Патерин, то есть сын или потомок человека по имени или прозвищу Патера. Основа здесь неочевидная и редкая, поэтому вокруг происхождения фамилии есть несколько версий, причём одна из них заметно правдоподобнее других.

Наиболее вероятное объяснение — прозвище Патера, которое мог получить человек с мягким, покладистым характером или, наоборот, с некоторой медлительностью. Слово «патера» в русских говорах имело значение «тихоня», «смирный человек». В словаре Владимира Даля зафиксировано: «патера — скромный, тихий человек, недотрога». От такого прозвища и пошла фамилия Патерин. Это логично и укладывается в обычную схему: прозвище → отчество в притяжательной форме → фамилия.

Менее убедительна версия, связывающая фамилию с церковным словом «патер» (от латинского pater — «отец»), которое в католической традиции означало священника. В России это слово было чуждым для массового именования крестьян и горожан, а фамилия Патерин встречается именно в русской, а не в польской или западнорусской среде. Если бы основа была заимствована из латыни через семинарскую среду, фамилия скорее имела бы форму Патеров или Патерский. Поэтому версия с прозвищем «патера» надёжнее.

Географически фамилия Патерин не относится к числу широко распространённых. Встречается в центральных областях России, особенно в Вологодской и Костромской губерниях, где говоры сохранили слово «патера» в бытовом употреблении. В дореволюционных переписях носители фамилии числились в основном крестьянами и мещанами, что тоже подтверждает народное, а не книжное происхождение.

С точки зрения словообразования фамилия проста и прозрачна: корень патер- и суффикс -ин, без дополнительных приставок или усложнений. Родственные фамилии — Патеров, Патериков, Патеркин — встречаются реже, но построены по тем же моделям. Патерин стоит в одном ряду с фамилиями, образованными от прозвищ, описывающих характер: Тишин, Скромнин, Смирнов. Только Смирнов стал массовым, а Патерин остался редким — и в этом его ценность для семейной истории.