Фамилия Топорнина — женская форма от Топорнин, и её разбор стоит начать с суффикса. Модель на -ин указывает на принадлежность: в Древней Руси так называли «сына такого-то» или «человека из дома такого-то». В этом смысле Топорнин — типичная «патронимическая» или «посессивная» фамилия, образованная от прозвища или имени Топорня, Топорной, а не напрямую от слова «топор».

Основа «топор» здесь очевидна, но прямой связи с профессией плотника или лесоруба может и не быть. В русских говорах слово «топор» имело переносные значения: так могли прозвать человека грубого, прямолинейного, «рубящего сплеча», или, наоборот, того, кто славился силой и надёжностью, как топор в хозяйстве. Есть и другая версия: Топорня — это не прозвище, а название мастерской, где делали или точили топоры. Тогда Топорнин — это человек, живший при такой мастерской или работавший в ней, то есть фамилия перешла из географического прозвища.

Словарь русских фамилий Б. Унбегауна относит подобные образования к числу «профессиональных», но с оговоркой: прямое указание на ремесло встречается реже, чем прозвищное переосмысление. Версия с прозвищем кажется правдоподобнее — она объясняет, почему фамилия не массовая, а относительно редкая.

Географически фамилия Топорнина встречается в основном в центральных и северных областях России, особенно в Архангельской, Вологодской и Кировской областях. Это зона бытования «окающих» говоров и традиционного плотницкого ремесла, что косвенно подтверждает и профессиональную, и прозвищную версию.

Однокоренные фамилии — Топоров, Топорков, Топорковский — различаются суффиксами. Топорнин стоит особняком: суффикс -ин здесь не уменьшительный, а притяжательный, что делает фамилию более древней по модели, чем, скажем, Топоров (с типичным -ов). Это говорит о том, что основа Топорня могла бытовать как самостоятельное имя или прозвище ещё в допетровскую эпоху.

Что касается сословной принадлежности, данные разрознены. Топорнины встречались и среди крестьян, и среди мещан, и в духовенстве (где фамилии часто давались по характерным чертам или предметам обихода). Какая-то одна социальная группа не доминирует.