Фамилия Тартина — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. Если отбросить случайные ассоциации, её основа не связана с итальянским композитором или французским пирогом. В русской ономастике такие фамилии обычно объясняются через прозвище, образованное от диалектного слова.

Наиболее вероятная версия отсылает к глаголу «тартать» или «тортать». В русских говорах, особенно северных и сибирских, это слово означало «тормошить», «дёргать», «теребить», а также «говорить без умолку», «болтать». Прозвище Тарта (или Тортя) мог получить человек суетливый, непоседливый либо, наоборот, навязчивый в разговоре. Фамилия образована по типичной модели с суффиксом -ин, который в русском языке указывает на принадлежность: «чей?» — Тартина, то есть дочь или жена Тарты. Ударение в фамилии, скорее всего, падает на второй слог — Тарти́на, что соответствует произношению исходного прозвища.

Существует и другая, менее вероятная гипотеза — связь с тюркским корнем «тартын» (тянуться, стремиться). В этом случае прозвище могло закрепиться за человеком, пришлым из татарской или башкирской среды. Однако русская суффиксация -ин при таком корне встречается редко, и для фамилии Тартина эта версия выглядит натянутой. Географически фамилия встречается в единичных записях, преимущественно на северо-западе России и в Поволжье, что скорее подтверждает диалектное русское происхождение.

Фамилия не принадлежала дворянским родам и не попала в массовые ревизские сказки. Её носители, вероятно, были крестьянами или посадскими людьми, а прозвище закрепилось за одной конкретной семьёй, не получив широкого распространения.