Фамилия Портянкина образована от прозвища Портянка. В основе лежит нарицательное «портянка», и у этого слова два основных значения: «сукно с основой из конопляных нитей» и «кусок ткани для обматывания ног, заменяющий чулок или носок». Есть и третья версия — украинское слово «портяницi», то есть «штаны из плотного белого полотна». Какое бы из значений ни было исходным, прозвище Портянка почти наверняка относится к «профессиональным» именованиям: так могли назвать человека, который занимался изготовлением тканей, был портным или торговал одеждой.

Суффикс -ин в фамилии указывает на принадлежность: Портянкин буквально значит «сын Портянки», «из семьи Портянки». Модель образования простая и очень распространённая в русских фамилиях, но сама основа встречается реже, чем можно подумать. Портянкиных не так много, и это делает фамилию заметной: она не стёрлась в массовом употреблении, а сохранила прямую связь с прозвищем предка.

Прозвище Портянка могло закрепиться за человеком как наиболее употребительное именование — так в деревнях часто называли не по имени, а по ремеслу или характерной детали быта. Портянки, в отличие от носков, были предметом повседневным и всем знакомым, поэтому прозвище звучало естественно и без насмешки. Скорее всего, оно указывало на род деятельности, а не на внешность или поведение: маловероятно, чтобы человека дразнили за обмотки для ног — слишком обыденная деталь.

Фамилия Портянкин бытует в формах мужского и женского рода: Портянкин и Портянкина. В женском варианте суффикс -а сохраняет ту же принадлежность, просто грамматически согласуется с женским родом. Такое чередование типично для русских фамилий на -ин и не меняет смысла: и Портянкин, и Портянкина — потомки одного человека по прозвищу Портянка.

Ударение в фамилии чаще всего падает на второй слог — Портя́нкин, хотя в некоторых говорах допустимо смещение на третий. На письме это никак не отражается, но в устной речи вариант с ударением на «я» звучит привычнее. Сама фамилия не дворянская и не купеческая: она из крестьянской или мещанской среды, где прозвища по ремеслу и бытовым предметам были обычным делом.

Портянкины встречаются в центральной России и Поволжье, но фамилия не имеет ярко выраженной региональной привязки. Это объяснимо: и ткачество, и портняжное дело были распространены повсеместно, так что прозвище могло возникнуть в разных местах независимо. Зато фамилия хорошо показывает, как из простого бытового слова выросло устойчивое родовое именование, которое пережило и сами портянки, и портных, которые их шили.