Фамилия Сыротына — это женская форма, а исходная мужская — Сыротын. Такая модель (с суффиксом -ын, а не -ин) встречается реже и указывает на происхождение от прозвища или имени, оканчивающегося на -а/-я, но с ударением на окончании или с основой на мягкий согласный. Графически и фонетически здесь работает то же правило, что и в фамилиях Птицын, Лисицын, Синицын: основа на -ц, -к, -ч даёт -ын.

Основа «Сырот-» напрямую отсылает к слову «сирота». В древнерусском языке был вариант «сырота» (с твёрдым «ы»), который и закрепился в прозвище. Сыротой в крестьянской среде называли не обязательно ребёнка без родителей. Часто так говорили о взрослом одиноком человеке, бедняке, бобыле — том, кто не имел своего хозяйства, семьи или защиты рода. Прозвище могло быть горьким, но не обязательно обидным: в документах XV–XVII веков встречаются крестьяне и посадские люди с прозвищем Сырота, которое со временем становилось фамилией.

Суффикс -ын в фамилиях северо-восточных и центральных русских земель (Владимирская, Костромская, Ярославская, Вологодская губернии) был нормой. Это не ошибка, а диалектная или орфографическая традиция: писали «Сыротын», а не «Сыротин», потому что слышали «ы» после твёрдого «р». Фамилия Сыротын (и Сыротына) — редкая, не массовая, что говорит о локальном бытовании. В переписных книгах XVII века можно встретить крестьян Сыротиных (с «и»), а вариант с «ы» — скорее всего, результат закрепления местного произношения на письме.

Таким образом, предок носителя фамилии Сыротына — скорее всего, одинокий крестьянин или посадский человек, получивший прозвище по своему социальному положению. Фамилия не дворянская, не купеческая, а крестьянская или мещанская, что подтверждается и её словообразовательной моделью, и корнем.