Фамилия Подтелкина почти наверняка происходит от прозвища или нецерковного имени Подтёлка. В русских говорах слово «подтёлок» означало телёнка возрастом около года — уже не молочный сосунок, но ещё не взрослое животное. В переносном смысле так могли назвать неопытного подростка, рослого, но неуклюжего парня, либо человека, которого «подтёсывали» жизнью — обкатывали, делали пониже ростом или покладистее. В любом случае, основа фамилии — не абстрактная, а бытовая, из мира крестьянского хозяйства, где прозвища по возрасту скотины давали охотно. Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей сын?» — Подтёлкин, то есть сын Подтёлки. Женская форма Подтелкина — это либо жена, либо дочь Подтёлкина, но в современном русском языке она закрепилась как фамилия женщины.

Интересная деталь: в некоторых диалектах слово «подтёлка» могло звучать и как «подтёлок», а изредка — «подтёл». Это значит, что фамилия могла возникнуть и от формы без суффикса -ок, но с тем же значением. Географически фамилия Подтелкин встречается в основном в центральных и южнорусских областях — там, где разводили крупный рогатый скот и где сохранилась диалектная лексика. В дореволюционных переписях носители фамилии — чаще крестьяне, реже — однодворцы. В отличие от фамилий на -ский, эта не несёт следов дворянского или духовного происхождения; её носители — люди, чьи предки не выбивались из сельской среды.

Сравнение с однокоренными фамилиями: Телкин, Телёнкин, Подтелков — показывает, что все они образованы от одной «телячьей» темы. Но Подтелкина стоит особняком: приставка под- вносит оттенок неполноты, «недоростка», что делает прозвище более ироничным или ласковым. Если фамилия Телкин могла принадлежать человеку, просто похожему на телёнка, то Подтелкина — уже с намёком на возрастной или социальный статус: «ещё не взрослый, но уже не малыш». Споров о происхождении почти нет — версия с подтёлком единственная убедительная, и альтернативные гипотезы (например, от глагола «подтесать» или топонима) не выдерживают критики из-за отсутствия географических названий и логики словообразования.