Фамилия Розэнштэйн — редкий пример прямой, почти неадаптированной передачи немецкой фамилии в русском написании. Её основа — немецкое Rosenstein, что буквально значит «розовый камень». В немецкой ономастике это типичная фамилия-метафора, образованная сложением двух корней: Rose (роза) и Stein (камень). Такие фамилии часто давали не по профессии, а по дому или вывеске: в средневековых немецких городах дома имели названия, и жильцов могли звать «тем, кто живёт у Розового камня». Иногда Rosenstein могло быть топонимическим прозвищем — от названия местности, где добывали розовый мрамор или песчаник.

Написание через «э» и «шт» в корне — характерная черта дореволюционной или раннесоветской транслитерации. В немецком языке буквосочетание «st» читается как «шт», а «ei» — как «ай» (Розенштайн), но в русской передаче XIX века часто выбирали букву «э» для чёткого указания на твёрдое произношение. Вариант «Розэнштэйн» — не ошибка, а сознательная попытка сохранить звучание оригинала, что редкость: большинство немецких фамилий на -stein русифицировались до -штейн (например, Эпштейн, Гольдштейн). Сохранение «штэйн» выдает либо позднюю запись фамилии (после реформы орфографии 1918 года), либо особое отношение носителей к точности произношения.

Словообразовательная модель проста: фамилия не получила русского суффикса (-ов, -ин, -ский), что указывает на её позднее закрепление в русской среде. Носители Розэнштэйн — скорее всего, потомки немецких колонистов, переселившихся в Российскую империю в XVIII–XIX веках, или еврейских семей из Германии и Австро-Венгрии, у которых фамилия Rosenstein была распространена. В еврейской среде Rosenstein могла быть искусственной фамилией, данной при паспортизации в начале XIX века по указу о фамилиях для еврейского населения, часто от названий драгоценных камней.

Географически фамилия почти не встречается в центральной России — её можно найти в архивных записях по Поволжью (колонии немцев), Прибалтике и западным губерниям. В советское время написание могли упростить до Розенштейн, но редкий вариант с «э» и «шт» сохранился у тех семей, кто не менял документы или эмигрировал. В современной России Розэнштэйн — штучная фамилия, и её носители, скорее всего, ведут родословную от конкретного предка с точной записью в метрической книге.