Фамилия Павлюшкин образована от имени Павлюшка — уменьшительной формы крестильного имени Павел (от латинского paulus — «малый», «небольшой»). В русской ономастике это типичная «патронимическая» фамилия: она отвечает на вопрос «чей сын?» и буквально означала «сын Павлюшки». Суффикс -ин указывает на принадлежность к конкретному человеку, а не на целый род (как -ов/-ев), и часто встречается в фамилиях, основанных на именах с окончанием на -а или -я: Павлюшка, Ванюшка, Петрушка.

Интересна морфологическая особенность: в основе лежит не канонический Павел, а его народная, разговорная форма с суффиксом -юшк-. Такие варианты (Павлюшка, Павлушка) были особенно распространены в центральных и южнорусских говорах, где любили ласкательные и уменьшительные прозвища. В северных регионах чаще встречались формы Павлов, Павлович, а вот Павлюшкин — фамилия с явным «южнорусским» акцентом, хотя точную географию её бытования без специального исследования назвать сложно.

С точки зрения социального контекста, фамилия Павлюшкин — крестьянская по происхождению. В среде дворянства и духовенства такие «уменьшительные» формы в качестве официальных фамилий практически не закреплялись: там предпочитали Павловы, Павловские или Павловичи. Павлюшкин же — типичный пример фамилии, которая возникла в быту, в деревенской общине, где человека звали не по отцу, а по его домашнему, ласкательному имени.

В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) Павлюшкин не упоминается отдельно, но модель «основа на -юшк- + -ин» хорошо описана. Это редкий случай, когда суффикс -юшк- (а не более привычный -ушк-) сохранился в фамилии без изменений. Если сравнить с однокоренными — Павлушкин, Павлюков, Павлюченко — то Павлюшкин стоит особняком: он фиксирует именно ту форму имени, которая звучала в конкретной семье, а не обобщённое отчество.