Фамилия Птяйкин образована по типичной русской модели с суффиксом -ин, который указывает на принадлежность: «чей?» — Птяйкин, то есть сын или потомок человека по прозвищу Птяйка. В центре внимания здесь необычная основа — Птяй-. В русском языке нет общеупотребительного слова «птяй», поэтому корень, скорее всего, диалектный, искажённый или звукоподражательный.

Самая вероятная версия связывает фамилию с диалектным глаголом «птякать» или «птяйкать» — подражательным словом, означающим писк, чириканье или невнятную быструю речь. В некоторых южнорусских и среднерусских говорах «птякать» значило «болтать без умолку», «трещать». Тогда Птяйка — прозвище говорливого, суетливого человека или, наоборот, того, кто издавал писклявые звуки. В пользу этой версии говорит обилие в русских фамилиях похожих звукоподражательных основ: Чириков, Пискарёв, Тявкин.

Менее правдоподобно, но возможно, что Птяй — вариант имени или прозвища от тюркского корня, например, от слова «петек» (капля, крошка) или уменьшительной формы личного имени. Однако для такого объяснения нет прямых исторических примеров в ономастике, и оно уступает диалектной гипотезе.

Фамилия Птяйкин — редкая. Её географическое ядро, по данным современных справочников, тяготеет к центральным областям России, в частности к Тамбовской и Рязанской землям. В этих регионах сохранилось много архаичных говоров, где подобные «птякающие» слова могли бытовать ещё в XIX веке, когда фамилия закреплялась за крестьянскими родами. Носители фамилии, скорее всего, происходят из среды государственных или помещичьих крестьян, получивших фамилию по прозвищу предка.