Фамилия Помарайкина — женская форма мужской фамилии Помарайкин, и в ней сразу бросается в глаза необычный суффикс. В русских фамилиях чаще встречаются -ов/-ев или -ин, а здесь — -кин, что указывает на образование от прозвища или имени, оканчивающегося на -ка. Помарайкин — это буквально «чей-то сын» или «чей-то человек» от прозвища Помарайка.

Основа «Помар-» ведет к глаголу «помарать», то есть испачкать, запачкать, сделать помарку. В старину «марать» значило не только пачкать, но и плохо писать, черкать, делать ошибки в письме. Прозвище Помарайка могли дать человеку неаккуратному, неряшливому в работе или, наоборот, тому, кто постоянно что-то исправлял, «марал» бумагу. Второй вариант — ироничное прозвище писаря или переписчика, который, несмотря на старания, оставлял кляксы.

Региональная привязка фамилии неочевидна, но суффикс -айка характерен для северных и центральных говоров (ср. фамилии Стрекайкин, Болтайкин). Это говорит о том, что прозвище Помарайка возникло в среде крестьян или посадских людей, где ценили меткое слово и не стеснялись называть человека по его недостатку. Сословно фамилия, скорее всего, принадлежала крестьянам или мещанам — дворянские роды с таким корнем не фиксируются.

Интересно, что однокоренные фамилии (Помаров, Помарин, Помараев) встречаются редко, и Помарайкина стоит особняком благодаря своему «живому» суффиксу, который сохранил звучание прямого прозвища. В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) модель на -айкин описывается как уменьшительно-пренебрежительная, что добавляет фамилии оттенок простонародной иронии: предок был не просто «марателем», а именно «Помарайкой» — тем, кого дразнили за постоянные помарки.