Фамилия Валуйкин образована от прозвища Валуйка, а то, в свою очередь, — от слова «валуй». В русских говорах валуй — это съедобный гриб, который часто путают с несъедобными из-за его горьковатого вкуса и неприглядного вида. Прозвище Валуй могли дать человеку невзрачному, скрытному или тому, кто, как и гриб, снаружи казался грубоватым, а внутри был пригоден к делу. В ономастике фиксируется и другая версия: в некоторых диалектах «валуй» означало «ленивый, неповоротливый человек». Какая из них верна для конкретного рода, уже не установить, но обе указывают на прозвищную, а не на крестильную основу.

Модель образования типична для русских фамилий: к основе на гласный добавляется суффикс -ин, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Валуйки). Фамилия Валуйкин встречается преимущественно в южнорусских регионах — в Курской, Белгородской, Воронежской и Ростовской областях. Это косвенно подтверждает связь с диалектом: именно в этих местах слово «валуй» в значении гриба было в ходу, а прозвища по грибам давали охотно. В северных и центральных губерниях фамилия почти не встречается.

Интересная деталь: фамилия Валуйкин не имеет отношения к топониму Валуйки — городу в Белгородской области. Название города происходит от реки Валуй, а фамилия — от прозвища, хотя в быту нередко думают иначе. По сословной принадлежности Валуйкины, судя по архивным данным XIX века, были в основном крестьянами и мещанами, но встречались и среди однодворцев (особый слой южнорусского населения, нечто среднее между крестьянами и мелкопоместными дворянами). Фамилия не относится к числу редких, но и массовой не стала — по подсчётам современных исследователей, её носят около двух тысяч человек в России.