Фамилия Сосурина — женская форма, а её мужской вариант Сосурин. В основе лежит прозвище или нецерковное имя Сосура. Слово «сосура» в русских говорах имело несколько значений, и фамилия могла возникнуть в разных регионах независимо.

Самая вероятная версия: сосура — это «тот, кто сосёт», то есть грудной младенец, или, шире, молодой, неопытный человек. В старину прозвища по возрасту или поведению давали не только детям, но и взрослым, сохранившим за собой детскую черту. Например, в новгородских и вятских говорах «сосура» могло означать «плакса» или «неженка». Фамилия образована по типичной модели: основа Сосур- плюс суффикс принадлежности -ин, указывающий на родство: «чей?» — Сосурин, то есть сын или потомок Сосуры.

Менее распространённая, но возможная версия связывает фамилию с диалектным «сусур» — так в некоторых областях называли хлебную корочку или сухарь. Тогда Сосурой могли прозвать любителя сухомятки или человека, который постоянно что-то грыз. Этот корень фиксируется в ономастиконе С. Б. Веселовского, где упоминается крестьянин Сосура (XV век, Новгород).

Географически фамилия Сосурина чаще встречается на севере и северо-востоке европейской России: в Архангельской, Вологодской, Кировской областях, а также в Пермском крае. Это зона бытования северорусских говоров, где слово «сосура» было в ходу. Встречаемость фамилии невысокая — она не вошла в сотни самых частых, но устойчиво держится в этих регионах.

По сословной принадлежности предки Сосуриных, скорее всего, были государственными или черносошными крестьянами, реже — посадскими людьми. Дворянских родов с такой фамилией в «Бархатной книге» и других родословных сборниках не зафиксировано. Фамилия не имеет отношения к животному «суслик» или к глаголу «сорить» — это народная этимология, которую лингвисты не поддерживают.