Фамилия Тяжкина — женская форма фамилии Тяжкин. В русской ономастике фамилии на -ин традиционно образовывались от основ, оканчивающихся на -а или -я: Тяжка → Тяжкин. Исходное прозвище Тяжка, скорее всего, связано с прилагательным «тяжкий» — в древнерусском языке это слово означало не только «тяжёлый по весу», но и «трудный, обременительный, суровый». Так могли прозвать человека медлительного, неповоротливого, либо того, кто жил в тяжёлых условиях или отличался суровым нравом.

Вероятна и профессиональная версия: в северных и сибирских говорах «тяжкой» называли коренную лошадь, идущую в упряжи первой или самой сильной. В этом случае Тяжкой мог получить прозвище конюх или крестьянин, работавший с такими лошадьми. Менее распространённое объяснение — отчество от уменьшительной формы имени Тихон (Тиша, Тяша, Тяжка), но это спорно, так как переход «Ти-» в «Тя-» нехарактерен для русской фонетики.

Географически фамилия Тяжкин встречается преимущественно в Волго-Вятском регионе и на Урале — в Кировской, Нижегородской областях, в Удмуртии. Это указывает на возможную связь с местными диалектами, где слово «тяжка» бытовало в значении «ноша» или «бремя». Сословно фамилия неэлитарная: носители Тяжкины в переписях XIX века числились в основном государственными крестьянами и мещанами.

В написании фамилии стоит обратить внимание на ударение — в большинстве говоров оно падает на первый слог: Тя́жкина. Это отличает её от возможных однокоренных вариантов (например, Тяжко́в), где ударение смещено на суффикс.