Фамилия Тройнина — женская форма, мужской вариант — Тройнин. В основе фамилии лежит прозвище или нецерковное имя Тройня, Тройняк. В русской традиции так называли одного из тройняшек — ребёнка, родившегося в тройне. Имя Тройня (как и Двойня, Четверня) фиксируется в документах XVI–XVII веков: например, в переписных книгах встречаются крестьяне с прозвищем Тройня. Суффикс -ин указывает на принадлежность: Тройнин буквально значит «сын Тройни» или «из семьи Тройни».

Менее вероятная, но возможная версия — связь с глаголом «троить» или существительным «тройник» (три соединённых предмета). В этом случае прозвище могло относиться к человеку, который делал тройные вещи (например, тройные гвозди или тройную нитку), либо к тому, кто постоянно что-то делал трижды. Однако в русской ономастике связь с тройняшками встречается чаще и лучше задокументирована.

Фамилия редкая, географически привязана в основном к центральным и северным регионам России. Встречается в Архангельской, Вологодской, Костромской областях — там, где в старину были распространены прозвищные фамилии на -ин, образованные от имён, отражающих порядок рождения. В сословном плане Тройнины — почти наверняка крестьянский род: фамилии на -ин от прозвищ характерны для непривилегированных слоёв, особенно в северных землях.

Однокоренные фамилии — Тройников, Тройнов, Тройняков. Все они восходят к тому же корню, но различаются суффиксами: -ов/-ев типичен для юга и центра, -ин — для севера. Тройнина стоит в одном ряду с Двойниной, Четверниной — фамилиями, которые прямо говорят о том, сколько детей родилось в семье у предка.