Фамилия Железкина в своей основе содержит прозвище Железка. Его источник — нарицательное «железо», то есть твердый ковкий металл серебристого цвета. Однако за этим простым определением скрывается не одна, а как минимум две возможные истории предка.

Первая версия — самая прямая: прозвище могли дать человеку с железным характером, непоколебимого, выносливого, словно сам металл. Вторая версия — ремесленная. Железкой на Руси называли не только кусок металла, но и некий инструмент, деталь или орудие труда. В этом случае прозвище мог получить кузнец, оружейник или любой мастер, работавший с железом. Слово «железка» в говорах порой обозначало и просто железную вещь, что тоже могло стать основой для прозвища по роду занятий.

Сама фамилия образована по самой распространенной в русском языке модели: от прозвища на -а с помощью патронимического суффикса -ин. Железка → сын Железки → Железкин. Форма Железкина — это женский вариант фамилии, который в современном употреблении закрепился за женщинами.

Интересно, что фамилия имеет и однокоренные «собратья»: Железнов, Железняков, Железный. Но если Железнов чаще связывают с прилагательным «железный» (то есть сильный, крепкий), то Железкина удерживает в себе именно уменьшительно-бытовую форму — не абстрактное свойство, а конкретную вещь или прозвище. Это делает фамилию более «земной», привязанной к быту и ремеслу, а не к эпической характеристике.

Географически фамилия встречается рассеянно, без ярко выраженного гнезда в одном регионе, что типично для прозвищ, связанных с распространенным ремеслом. Сословной принадлежности предок мог быть разной: от крестьянина, работавшего с металлом в деревенской кузнице, до посадского мастера. Точных данных нет, но сама словообразовательная модель указывает на непривилегированные слои — фамилии на -ин в массе своей крестьянские и мещанские.