Фамилия Вертушкина образована от прозвища Вертушка — и это как раз тот случай, когда прозвище могло закрепиться за человеком по нескольким разным причинам. Самое прямое и очевидное значение — «непоседа», «егоза», «человек, который вертится как юла». В русских говорах «вертушкой» называли и бойкую, подвижную женщину, и вообще любого суетливого, неусидчивого человека. Но есть и вторая, ремесленная версия: в некоторых регионах «вертушкой» могли прозвать мельника или его помощника — за постоянное вращение жерновов, либо мастера, делавшего веретена или детали для прялок, которые тоже «вертятся».

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Вертушкин — это «сын Вертушки» или «человек из семьи Вертушкиных». Такая модель типична для фамилий, образованных от прозвищ или имён, оканчивающихся на -а/-я. В данном случае основа — Вертушк- (с уменьшительным суффиксом -ушк-, который придаёт прозвищу скорее бытовой, «домашний» оттенок, чем пренебрежительный).

Географически фамилия Вертушкины встречается рассеянно, без ярко выраженного гнезда, но чаще фиксируется в центральных и северных областях России — там, где были развиты мельничное дело и домашнее прядение. Интересно, что в псковских и тверских говорах «вертушкой» называли ещё и особый вид замка́ или задвижки, так что прозвище могло закрепиться и за кузнецом.

В отличие от более распространённых Вертуновых или Вертипорохов, фамилия Вертушкина сохранила в основе именно уменьшительную форму — это говорит о том, что прозвище было не официальным, а обиходным, данным в кругу семьи или соседей. Сравните с однокоренной фамилией Вертильщиков: там явно указание на ремесло, а здесь — скорее на характер или бытовую деталь.