Фамилия Шепелкин — редкий случай, когда в основе прозвища лежит не ремесло и не черта характера, а конкретный физический недостаток, который стал именем собственным. Её образовали от прозвища Шепелка, а оно, в свою очередь, от глагола «шепелять» — говорить невнятно, с присвистом, картавить или, что точнее, шепелявить. Человек, которого в деревне окрестили Шепелкой, скорее всего, имел дефект речи или, по народной версии, говорил быстро и неразборчиво, «проглатывая» слова.

Модель образования проста и типична для северных и центральных русских земель: к основе на -а добавили патронимический суффикс -ин, указывающий на принадлежность. Шепелкин буквально означает «сын Шепелки», «тот, кто из рода Шепелки». Суффикс -к- в прозвище Шепелка выполняет уменьшительную или уничижительную функцию: так могли звать не просто шепелявого, а, скажем, младшего или невысокого мужчину с таким недостатком.

Интересно, что фамилия Шепелкин не имеет отношения к глаголу «шептать» или слову «шепелявый» в смысле «хилый» — это народная этимология. Лингвисты связывают её именно с диалектным «шепелять» (говорить с шипящим призвуком). В ономастических словарях (в частности, в работах Б. Унбегауна) эта модель разбирается как типичная для прозвищ по физическим особенностям, наряду с Шептуновым или Заикиным.

Географически фамилия тяготеет к Вятке и Поволжью, встречается в старых переписях Нижегородской и Костромской губерний. Сословно это почти всегда крестьянская или мещанская фамилия: дворянских родов Шепелкиных нет, а значит, предки были либо вольными хлебопашцами, либо посадскими людьми. Прозвище давали не в насмешку, а как опознавательный знак — в среде, где половина мужиков носила имена Иван да Петр, речевая особенность становилась отличительным признаком рода.