Фамилия Пятайкин напрямую связана с личным именем Пятайка, которое бытовало в мордовской среде. Это имя — один из вариантов древнерусского языческого имени Пятый. Связи мордвы с русскими были настолько давними и тесными, что ещё среди «языческой» мордвы распространялись древнерусские имена, которые, несмотря на крещение Руси в 988 году, не выходили из употребления у самих русских вплоть до XVIII века, мирно сосуществуя с христианскими.

Основа имени — числительное «пять». Скорее всего, Пятайкой родители называли ребёнка, родившегося пятым по счёту в семье. Такая традиция именования по порядку рождения была распространена у многих народов, и мордва здесь не исключение: имя фиксировало место ребёнка в семейной иерархии, было простым и понятным.

Существует и альтернативная версия, но она маловероятна. Согласно ей, Пятайка — это одна из форм крестильного имени Пётр (в переводе с греческого — «камень»), которая могла возникнуть в «якающих» говорах. Однако против этой гипотезы говорит то, что имя Пятый и его производные имеют собственную, более логичную и прозрачную этимологию, уходящую корнями в счётную систему, а не в христианский именослов.

Сам суффикс -айк- в имени Пятайка — характерная черта народной, уменьшительно-ласкательной формы. Он придаёт имени фамильярный, обиходный оттенок, показывая, что так человека звали в кругу семьи и близких. А вот фамильный суффикс -ин указывает на принадлежность: Пятайкин — это «сын Пятайки», «ребёнок Пятайки».

Таким образом, человек, предка которого звали Пятайка, со временем получал фамилию Пятайкин. Фамилия эта — живое напоминание о том, как переплетались русская и мордовская традиции имянаречения, и как простое числительное стало основой для родового имени. В Книге памяти Алтайского края упоминается священник Пятайкин Евстафий Степанович, родившийся в 1884 году в Пензенской губернии, — это лишний раз подтверждает, что фамилия бытовала именно в тех краях, где мордовское население исторически соседствовало с русским.