Фамилия Сотлейкина — редкий случай, когда основа не поддаётся однозначному толкованию с первого взгляда. В ней отчётливо видна типичная русская модель с суффиксом -ин, образующим фамилии от основ женского рода или от прозвищ с конечным -а/-я. Мужской вариант — Сотлейкин. Но что скрывается в корне «Сотлейк-»? Это нестандартная основа, и её разбор требует осторожности.

Самая вероятная версия — фамилия происходит от прозвища Сотлейка. В русских говорах слово «сотлый» имело значение «гнилой, прелый, подгнивший» (от «сотлеть» — сгнить, истлеть). Прозвище Сотлейка могли дать человеку с болезненным, бледным видом, либо неряшливому, неопрятному. В ономастике такие «отрицательные» прозвища были обычным делом: они не несли оскорбления, а служили отличительным признаком, часто закрепляясь в фамилиях.

Менее вероятна, хотя и возможна, связь с диалектным словом «сотля» — так в некоторых областях называли соринку или мелкую частицу. В этом случае прозвище Сотлейка могло относиться к человеку мелкого телосложения или суетливому. Однако фонетически форма «Сотлейка» лучше выводится именно из «сотлый», чем из «сотля».

Фамилия крайне редкая. Судя по географии встречаемости (единичные записи в переписях XIX—XX веков и современных телефонных справочниках), её очаг, вероятно, находился в северных или центральных губерниях России, где слово «сотлый» было в ходу. Сословного барьера у неё не было: такую фамилию мог получить и крестьянин, и мещанин.

В написании обращает на себя внимание суффикс -ейк-. Это уменьшительная форма, характерная для прозвищ (ср. Сотлейка — как Матвейка, Андрейка). Со временем суффикс «застыл» в фамилии, и она перестала восприниматься как уменьшительная. Таким образом, Сотлейкина — это «дочь (или жена) Сотлейки», то есть человека, которого в деревне знали по прозвищу, данному за внешность или поведение.