Фамилия Павелкина — это типичная русская «материнская» фамилия, образованная от женского имени Павелка. Само имя Павелка — это уменьшительно-ласкательная форма крестильного имени Павел, которое в переводе с греческого означает «маленький». Так в старину могли называть не только мальчика, но и его мать или бабушку, если та носила мужское имя в качестве внутрисемейного прозвища, что встречалось в северных и центральных русских говорах.

Разбор фамилии показывает редкую для русского ономастикона модель: суффикс -ин указывает на принадлежность к женщине, а не к отцу. Большинство фамилий на -ин образованы от мужских имён (Петров сын — Петров, но Павелкин сын — Павелкин). Здесь же основа — женское имя Павелка, поэтому фамилию Павелкина следует понимать как «дочь или жена Павелки». Такая словообразовательная цепочка встречается реже, чем патронимическая, и делает фамилию заметной среди однокоренных.

Из того же крестильного имени Павел выросло мощное «фамильное древо», как из семечка: Павельев, Павкин, Павленков, Павленов, Павликов, Павлинин, Павлинов, Павлихин, Павлишенцев, Павлищев, Павловцев, Павлухин. Но Павелкина стоит особняком — она не просто ответвление, а отдельная ветвь, где женская форма имени закрепилась в качестве родового прозвища.

В дореволюционной России фамилии на -ин с женской основой чаще фиксировались в крестьянской среде, особенно на Русском Севере и в Поволжье, где бытовали неофициальные семейные прозвища по имени хозяйки дома. Если в семье главенствовала вдова или старшая женщина, её могли называть Павелкой, а её детей — Павелкиными. Так фамилия закреплялась за потомками, даже когда первоначальный смысл забывался.

Сам корень фамилии, имя Павел, пришло на Русь вместе с христианством. Греческое «паулюс» означало «малый», «небольшой», и в церковной традиции это имя носил апостол Павел, один из самых почитаемых святых. Поэтому имя было распространено повсеместно, что дало множество производных форм, но именно форма Павелка встречается в письменных источниках с XVI века как ласкательное обращение к взрослому человеку, а не только к ребёнку.

Спорных версий происхождения фамилии немного. Иногда Павелкину пытаются связать с польским или белорусским влиянием, где суффикс -ка в женских именах встречается чаще. Но для русских говоров такая модель тоже естественна: ср. Маринка, Дарька, Наталка. Поэтому версия о происхождении от женского имени Павелка остаётся основной и наиболее правдоподобной.

Сегодня фамилия Павелкина встречается нечасто, но её носители могут проследить свою родословную до тех семей, где женщину по имени Павелка уважительно величали по-домашнему, а её дети и внуки приняли это имя как родовое знамя.