Фамилия Пестушкина — женская форма, а её основа мужская — Пестушкин. Она образована от прозвища или нецерковного имени Пестушка, а то, в свою очередь, от слова «пестун». В древнерусском языке пестун — это воспитатель, нянька, дядька, который присматривал за детьми. В словаре Даля «пестовать» значит нянчить, выхаживать, растить. Соответственно, Пестушкой могли назвать человека, который занимался воспитанием чужих детей, или ласково — младшего ребёнка в семье, которого «пестовали» старшие.

Суффикс -ушк- в основе Пестушк- характерен для уменьшительно-ласкательных форм имён и прозвищ. Это не просто «пестун», а именно «пестушка» — возможно, так звали женщину-няньку или же самого ребёнка. Притяжательный суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей сын?» — Пестушкин, то есть сын Пестушки. Такая модель типична для русских фамилий, образованных от прозвищ с уменьшительными суффиксами (ср. Иванушкин, Милушкин, Петрушкин).

В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще фиксировались у крестьян центральных губерний, фамилии на -ин в основном встречаются в северных и северо-восточных регионах России, а также в Поволжье. Однако Пестушкин — фамилия достаточно редкая. По данным переписей, её носители встречаются разрозненно, без ярко выраженного «гнезда». Это может говорить о том, что прозвище Пестушка не было массовым, а давалось в конкретной семье по какой-то заметной черте.

Интересно, что фамилия Пестушкин стоит в одном ряду с такими однокоренными, как Пестунов, Пестун, Пестухин. Но Пестушкин отличается именно уменьшительной формой. Если Пестунов — это «сын пестуна» (взрослого воспитателя), то Пестушкин — «сын Пестушки», что звучит более лично и, возможно, даже ласково. Скорее всего, первый носитель фамилии был либо сыном женщины-няньки (Пестушки), либо сам в детстве получил такое прозвище за нежный или заботливый характер.

Отдельная версия, хоть и менее вероятная, — связь со словом «пест» (толкач, ступа). В этом случае Пестушка могло быть прозвищем человека, который делал или продавал песты. Но для этой версии нет фонетической поддержки: от «пест» естественнее образовались бы фамилии Пестов, Пестовиков, а не Пестушкин. Поэтому версия с воспитанием остаётся основной.