Фамилия Застрелкина — женская форма, образованная от мужской Застрелкин. Главный вопрос, который она ставит перед исследователем: что за «стрелка» скрывается в основе? Вопреки первому впечатлению, корень здесь не обязательно связан с оружием или военным делом. Слово «стрелка» в русских говорах имело несколько бытовых значений: так называли узкую полоску земли, косу у реки, а также деталь в ткацком станке или даже бойкую, подвижную женщину. Отсюда и прозвище Стрелка — его могли дать человеку, жившему на стрелке рек, либо, что вероятнее, обладателю острого языка и живого нрава.

Суффикс -ин указывает на типичную для северных и центральных областей России модель образования фамилий от прозвищ и названий, оканчивающихся на -а/-я. Застрелкин — значит «сын (или потомок) Застрелки». Приставка За- вносит дополнительный оттенок: она могла означать «находящийся за стрелкой» (за речной косой) или «тот, кто за стрелкой» — то есть задира, зачинщик ссор. В ономастике такие приставочные фамилии встречаются реже, чем простые отыменные, что делает Застрелкиных носителями довольно редкой словообразовательной конструкции.

В словарях русских фамилий эта фамилия не относится к числу частотных. Она не упоминается в фундаментальном труде Б. Унбегауна, что косвенно подтверждает её локальный характер. Скорее всего, фамилия возникла в одном из регионов, где говор знал слово «стрелка» в невоенном смысле, — возможно, на Русском Севере или в Поволжье, где много речных излучин и кос. Если предки Застрелкиных были крестьянами или посадскими людьми, прозвище могло закрепиться за целым родом, жившим на отшибе, «за стрелкой» у слияния рек.

Альтернативная, но менее убедительная версия связывает фамилию с профессией: «стрелками» в старину называли не только воинов, но и охотников, а также рабочих на соляных промыслах. Однако приставка За- в этом случае не находит логичного объяснения — «застрелок» не фиксируется в источниках как обозначение ремесла. Поэтому бытовое или топографическое происхождение выглядит предпочтительнее.

С точки зрения истории написания, фамилия устойчива: двойная буква «с» в начале — результат слияния приставки и корня, что характерно для русской орфографии. В дореволюционных документах могла встречаться форма «Застрѣлкина», но без изменения смысла. Сегодня фамилия Застрелкина — редкий пример того, как безобидное, казалось бы, слово сохраняет в себе память о географическом положении или характере далёкого предка.