Фамилия Сыроехкин на первый взгляд кажется простой, но её разговорная основа сразу выдаёт прозвищное происхождение. В отличие от типичных фамилий на -ов/-ев, образованных от полных имён или профессий, Сыроехкин построен по модели, характерной для народной речи, где прозвище закреплялось за человеком по его привычке или характерному качеству.

Корень здесь — «сыроежка». Так в ряде русских говоров называли гриб (сыроежку) или, что вероятнее, самого человека. Слово «сыроежка» в переносном смысле могло относиться к тому, кто ест сырую пищу, не любит готовить, или к человеку с «сырым», недобрым характером. Суффикс -к- в основе (Сыроехк-) — это уменьшительно-пренебрежительный вариант, характерный для прозвищ: «Сыроежка» — это не просто «едящий сырое», а «сыроежка» как постоянная черта.

Фамилия образована по типичной восточнославянской модели: к прозвищу Сыроежка (или Сыроехка) добавили притяжательный суффикс -ин, указывающий на принадлежность: «чей?» — Сыроехкин, то есть сын Сыроежки. Это одна из редких фамилий, где основа сохранила разговорную огласовку: не «Сыроежкин» (от «сыроежка»), а именно «Сыроехкин» — с утратой звонкого «ж» перед глухим «к», что типично для живой речи.

Географически фамилия встречается преимущественно в центральных и южных регионах России, но не является массовой. Её редкость и специфическая основа позволяют предположить, что предок носителя был человеком с яркой, возможно, не самой лестной характеристикой — либо неразборчивым в еде, либо нелюдимым. Второй вариант — прозвище могло относиться к человеку, который торговал или собирал сыроежки, но это менее вероятно, так как прозвища по грибам обычно давали не по роду занятий, а по сходству или привычке.

В ономастических словарях фамилия не фиксируется как широко известная, что подтверждает её локальный, прозвищный характер. Если сравнивать с однокоренными — Сыроежкин, Сыроежко, — то Сыроехкин выделяется именно фонетическим упрощением, которое могло закрепиться в документах при записи со слуха.