Фамилия Трафилькина — женская форма фамилии Трафилькин. Её основа уходит корнями в дохристианское или просторечное имя Трафил, которое на Руси бытовало как народный вариант канонического имени Трифиллий. Это имя греческого происхождения (Τριφύλλιος) означает «трилистник» или «клевер» — растение, которое в христианской символике ассоциировалось с Троицей. В русском обиходе имя Трифиллий переделали в более удобное для произношения Трафил, и уже от него пошла фамилия.

Суффикс -кин указывает на принадлежность: Трафилькин — «сын Трафильки», где Трафилька — уменьшительно-ласкательная форма имени Трафил. Такая модель образования (имя + -ка + -ин) типична для северных и центральных областей России, где фамилии на -ин часто заменяли более южные -ов/-ев. Географически фамилия Трафилькин встречается преимущественно в Поволжье и на Урале, особенно в Пермском крае и Кировской области, что подтверждают данные современных телефонных справочников и архивных записей.

Редкость фамилии — в её основе. Имя Трифиллий всегда было малоупотребительным, даже в среде духовенства, где любили греческие имена. В святцах оно есть, но в быту почти не прижилось, поэтому Трафилькин — одна из тех фамилий, которые сохранили память об исчезнувшем имени. Предки носителей фамилии, скорее всего, были крестьянами или посадскими людьми, потому что в дворянской среде такие «простые» формы на -кин встречались редко. Встречается также вариант написания с одной «л» — Трафикин, но это скорее ошибка переписчиков, чем самостоятельная ветвь.

Есть версия, что фамилия могла возникнуть от прозвища Трафил, данного человеку, который «трафил» — в старорусском диалекте это значило «ухаживал», «угождал» или «старался». Однако эта гипотеза слабее: глагол «трафить» (от греческого τρόπος — «образ действия») зафиксирован в говорах, но фамилии от него образовывались бы как Трафилов, а не Трафилькин. Поэтому основная и самая правдоподобная версия — от имени Трифиллий через уменьшительную форму Трафилька.