Фамилия Пятайкина образована от прозвища или нецерковного имени Пятайка, и в её основе лежат как минимум три различные версии. Самая очевидная отсылает к числительному «пять»: Пятайкой в крестьянской семье могли назвать пятого ребёнка, и такой способ именования был широко распространён на Руси — вспомним хотя бы распространённые фамилии Шестаков, Семиков или Девятов. Число пять имело и религиозный подтекст: в Писаниях оно символизирует благодать и милость, поэтому имя могли дать и в надежде на божественное покровительство, а не только по порядку рождения.

Вторая гипотеза связывает прозвище с глаголом «пятиться», то есть отступать, уступать. В этом случае Пятайка — человек уступчивый, мягкий, возможно, нерешительный, который не идёт напролом, а предпочитает отойти в сторону. Такие прозвища по характеру — частый источник фамилий, и они не несли в себе оскорбительного оттенка, а скорее фиксировали заметную черту поведения.

Наконец, существует версия, что Пятайка — это народная форма крестильного имени Пётр. В «якающих» говорах, характерных для части среднерусских и рязанских земель, имя Пётр могло звучать как Пятайка. Если это так, то фамилия Пятайкина входит в огромный ряд «петровских» фамилий, но с необычным фонетическим обликом, который скрывает первоисточник. Из трёх версий эта выглядит наиболее правдоподобной для части носителей: имя Пётр было одним из самых частых на Руси, а вот числительное «пять» в прозвищах встречается реже, чем «шесть» или «девять».

Суффикс -ин в фамилии указывает на принадлежность: Пятайкина — значит «дочь или жена Пятайки». Такая форма типична для фамилий, образованных от прозвищ и имён, оканчивающихся на гласный или мягкий согласный. В мужском варианте фамилия звучит как Пятайкин, и её носители, скорее всего, происходят из крестьянской или мещанской среды, где прозвища были основным способом различать людей до введения обязательных фамилий в XIX веке.