Фамилия Вельматкин — редкий пример того, как в русской фамилии сохранилось мордовское дохристианское имя. Её основа — мужское имя Вельматка, которое, скорее всего, образовано от эрзянского глагола «вельмемс» — «воскреснуть, ожить» или «зародиться». Имя давали с пожеланием долгой жизни, здоровья, словно «нового рождения» для рода.

Вероятно, Вельматка — не единственная версия происхождения. В мордовской среде существовал обычай «встречного имени»: когда ребёнок рождался слабым, отец выходил на улицу и первый, кого видел, давал имя новорождённому. Так Вельматкой могли назвать младенца, которого «встретили» на заре, на восходе — в момент, когда день «воскресает». Эта народная традиция объясняет, почему имя, казалось бы, не связано с внешностью или характером.

Фамилия образована по стандартной русской модели: к основе Вельматк- добавили патронимический суффикс -ин, означающий «сын Вельматки». Форма с суффиксом -ин (а не -ов) типична для фамилий, произошедших от имён и прозвищ на -а/-я. Вельматкин — буквально «принадлежащий Вельматке», то есть потомок человека с таким именем.

Географически фамилия тяготеет к регионам расселения мордвы-эрзи: Нижегородская область, Мордовия, Пензенская область. Встречается она нечасто, что подтверждает её узколокальное происхождение: имя Вельматка не вошло в общерусский именник, а осталось в пределах эрзянской традиции.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Вельматкин стоит в одном ряду с Вельматовым, Вельмяйкиным, Вельмясовым — все они восходят к эрзянским основам с корнем «вельм-». Но Вельматкин уникален суффиксом -к- в имени, который в мордовской антропонимии часто выполнял уменьшительно-ласкательную функцию, как русский суффикс -к(а). То есть Вельматка — не полное, а домашнее, «детское» имя, которое затем закрепилось как фамильное.

Таким образом, Вельматкин — не просто фамилия, а след языческого пласта в ономастике: она несёт в себе пожелание воскресения, долгой жизни и память о древнем обычае называть детей по первой встрече.