Фамилия Желтушкина — женская форма фамилии Желтушкин. Сама же фамилия Желтушкин образована по очень простой и распространённой модели: от прозвища или мирского имени с помощью суффикса -ин, указывающего на принадлежность («чей?» — «сын Желтушки»). В основе лежит слово «желтушка», которое в разных говорах имело несколько значений.

Самое очевидное и вероятное объяснение — прозвище Желтушка давали человеку с болезненным, желтоватым цветом лица, то есть страдающему желтухой. В народной медицине и быту это состояние было хорошо известно, и внешний признак легко становился прозвищем. Однако есть и другая, не менее правдоподобная версия. В некоторых русских диалектах «желтушкой» называли разновидность грибов (например, лисички или желчные грибы), а также растение — желтушник. В этом случае прозвище мог получить сборщик или торговец грибами, либо человек, живший в местности, изобилующей этим растением.

Словообразовательная модель фамилии характерна для северных и центральных областей России, где суффикс -ин активно использовался для образования фамилий от основ, оканчивающихся на -а/-я. В южных регионах чаще встречались бы варианты на -ов (Желтушков). Географически фамилия Желтушкина встречается нечасто, что говорит о её относительно локальном происхождении — скорее всего, из одной-двух деревень, где жил родоначальник по прозвищу Желтушка.

Стоит отметить, что в фамилии сохранилось безударное произношение, которое на письме закрепилось через букву «е». Вариант написания «Жолтушкин» (от «жёлтый») был бы более фонетическим, но в документах закрепилась именно форма с «е», что типично для многих русских фамилий с корнем «желт-». Таким образом, предки Желтушкиных, скорее всего, получили свою фамилию от прозвища, данного по внешнему признаку или роду занятий, и жили в центральной или северной части России.