Фамилия Плахтына образована от прозвища или мирского имени Плахта, и её разбор стоит начать не с корня, а с суффикса. Типичное окончание -ин указывает на принадлежность: Плахтына — буквально «дочь (или жена) Плахты». Для мужского варианта Плахтин модель та же, но окончание нулевое. Это одна из самых распространённых моделей русских фамилий, особенно на севере и в центральных областях.

Основа Плахта восходит к украинскому или южнорусскому слову «плахта» — так называли кусок плотной ткани, половик, а также клетчатую юбку-запаску, которую носили женщины в некоторых регионах. В переносном смысле плахтой могли прозвать человека за грубую, мешковатую одежду или за неуклюжую, тяжёлую походку. Есть и другая версия: в некоторых говорах «плахта» означала толстую доску, чурбан — тогда прозвище могло относиться к плотнику или к человеку коренастого, плотного телосложения.

Географически фамилия тяготеет к югу России и Украине, где слово «плахта» было в ходу. Встречается она нечасто, что говорит о локальном происхождении — возможно, от одного прозвища в конкретной деревне. Сравните с однокоренными Плахотников, Плахин — у них основа та же, но суффиксы разные, что указывает на разные пути образования: Плахотников — от названия профессии (плахотник — тот, кто делает плахи), а Плахин — более краткая форма, как и Плахтына.

В дореволюционных переписях фамилия могла фиксироваться с вариантами написания: Плахтина, Плахтын, Плахтына. Двойное «т» в корне — не опечатка, а следствие твёрдого произношения: «плахта» звучит с глухим «хт», а на письме иногда закрепляли двойную букву для уточнения ударения. Известных носителей с этой фамилией в открытых источниках нет, что типично для редкой фамилии, не попавшей в столичные справочники.