Фамилия Зрелкина — женская форма, а мужская, Зрелкин, образована по стандартной русской модели с суффиксом -ин. Этот суффикс указывает на принадлежность: Зрелкин буквально значит «сын Зрелки» или «человек из рода Зрелки». Сама основа — прозвище или нецерковное имя Зрелка, которое, в свою очередь, восходит к прилагательному «зрелый».

Значение слова «зрелый» в древнерусском языке было шире, чем сейчас. Оно относилось не только к плодам или возрасту, но и к человеку — зрелым называли того, кто достиг полной силы, рассудительности, степенности. В крестьянской среде такое прозвище могли дать мужчине, который выглядел старше своих лет, отличался спокойным нравом или, напротив, рано возмужал и стал работать наравне со взрослыми. Не исключён и бытовой оттенок: Зрелка — человек с румяным, «наливным» лицом, здоровый и крепкий.

Слово «зрелка» как самостоятельное имя в документах встречается редко, но в писцовых книгах XVI–XVII веков фиксируются однокоренные прозвища — Зрелой, Зрельщик. Суффикс -к- в основе Зрелка характерен для уменьшительно-ласкательных или обиходных форм имён и прозвищ в северных и центральных русских говорах. Фамилия Зрелкин могла возникнуть в среде крестьян или посадских людей, где прозвища часто становились родовыми без участия церковного календаря.

Ударение в фамилии обычно падает на первый слог: Зре́лкина. Географически фамилия редкая, но встречается в Поволжье и на Урале — это зона, куда в XVII–XVIII веках активно переселялись крестьяне из центральных уездов. В некоторых говорах слово «зрелка» могло иметь иное значение — например, так называли ягодный настой или перезревший хлеб, но для прозвища человека эта версия менее вероятна.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Зрелкин стоит в одном ряду с более частыми Зреловым и Зрельщиковым. Все они образованы от одного корня, но разными суффиксами: -ов указывает на отчество от полного прозвища, -щик — на занятие, а -ин — на личное имя или прозвище прямого предка. Таким образом, предок носителя фамилии Зрелкин с большой вероятностью носил обиходное имя Зрелка, и это имя отражало либо его внешность, либо характер — зрелого, полноценного человека.