Фамилия Урайкин образована по одной из самых распространённых в русской ономастике моделей: от основы, оканчивающейся на гласный, с помощью суффикса -ин. В данном случае это суффикс принадлежности, отвечающий на вопрос «чей?». Основа — Урайка, уменьшительная или прозвищная форма от личного имени или мирского прозвища.

Главная сложность — в происхождении самой основы «Урай». Здесь возможны две основные версии, и обе имеют право на существование. Первая, и самая вероятная, связывает фамилию с каноническим именем Ур (от древнееврейского «огонь, свет»). В русской народной традиции это имя, как и многие редкие церковные имена, «обрусело» и дало множество уменьшительных форм: Урка, Уря, Урайка. Таким образом, Урайкин — буквально «сын (или потомок) того, кого звали Урайкой», то есть Ура. Подобная трансформация (Ур → Уря → Урайка) вполне типична для русских говоров, где в суффиксах часто появлялся «вставной» звук -й-.

Вторая версия — топонимическая. Фамилия могла возникнуть у человека, который пришёл с реки Урай или из населённого пункта с таким названием. На карте России есть несколько небольших речушек Урай (например, в Пермском крае и в Татарстане), а также деревня Урай в Кировской области. В этом случае прозвище Урай (а затем и фамилия) означало «пришелец с Урая». Однако, учитывая, что реки и села с таким названием редки и малонаселённы, эта версия уступает антропонимической.

Географически фамилия Урайкин встречается нечасто, но имеет заметный очаг в Поволжье и на Урале, что косвенно поддерживает обе версии: и крестьянская миграция, и местные гидронимы. Сословно предки Урайкиных, скорее всего, были государственными или помещичьими крестьянами, реже — мещанами. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. Фамилия не изменила своего написания за последние столетия и не имеет вариантов с другим суффиксом, что говорит о её относительно позднем оформлении — не ранее XVII–XVIII веков.