Фамилия Улайкина образована от имени или прозвища Улайка. Это разговорная, уменьшительно-ласкательная форма, скорее всего, от крестильного имени Ур (Урий) или, что более вероятно, от канонического имени Иулиан (в просторечии — Ульян). В русской ономастике суффикс -к(а) в прозвищах и неофициальных именах был широко распространён: так называли человека в быту, в семье, в общине. От такой формы и возникла фамилия: Улайка → Улайкин (чей сын? — Улайки) → Улайкина.

У фамилии есть и другая, более редкая версия происхождения. В северных и приуральских говорах «улай» или «улей» могло означать улей для пчёл, а «улайка» — не только уменьшительное от имени, но и прозвище пасечника или человека, занимавшегося бортевым пчеловодством. Однако эта версия менее убедительна: прозвища от названий ульев обычно образовывались напрямую — Ульев, Улейников, а форма Улайка для такого ремесла нетипична.

Географически фамилия Улайкина встречается в Поволжье и на юге России, особенно в Саратовской, Волгоградской и Ростовской областях. Это указывает на зону позднего заселения (XVII–XIX века), куда переселялись крестьяне из центральных губерний. Сословно носители фамилии были почти исключительно крестьянами или мещанами — дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано.

Особенность фамилии — редкий суффикс -айк- в основе. В русских фамилиях чаще встречаются формы на -ейк- (Алейкин, Андрейкин) или -ай- (Алайкин). Улайкина стоит в ряду таких же нечастых образований, как Булайкин, Кулайкин, где основа звучит архаично и не сразу поддаётся этимологии. Это делает фамилию ценной для историков языка: она сохранила живой диалектный вариант имени, вышедший из употребления уже к XIX веку.