Фамилия Зрелкины образована от прозвища или нецерковного имени Зрелка. Основа — глагол «зреть» в значении «смотреть, глядеть, видеть». Такие прозвища на Руси давали зоркому, внимательному человеку, либо тому, кто подолгу всматривался вдаль, высматривал что-то. В диалектах «зрелка» могло означать и смотровую площадку, вышку, откуда сторожат — тогда прозвище могло перейти к человеку, который нёс дозор или сторожил.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Зрелкин буквально значит «сын Зрелки», «из семьи Зрелки». Это типичная модель русских фамилий XVI–XVII веков, когда в документах фиксировали: «Иван Зрелка, сын его Микифор Зрелкин». Со временем форма Зрелкин закрепилась как наследственная, а ударение — на втором слоге.

Фамилия редкая. Её можно встретить в старых переписях северных и центральных губерний России — в Вятской, Костромской, Владимирской. Там «зрельщиками» называли дозорных на гумнах или лесных сторожей. Встречается и вариант Зрелкины — во множественном числе, когда речь идёт о целой семье или династии, что характерно для фамилий на -ин/-ын в бытовом и документальном употреблении.

В отличие от более частых фамилий на -ов (Зрелов, Зрельцев), модель на -ин часто указывает, что основа прозвища оканчивалась на -а или -я: Зрелка, Зреля. Это говорит о ласкательной или уменьшительной форме, которая могла закрепиться в семейном кругу.

Точное время возникновения фамилии Зрелкины не установлено. Как и у многих крестьянских фамилий, её письменная фиксация могла произойти поздно — в ревизских сказках XVIII–XIX веков. Но сама модель образования (основа-прозвище + -ин) восходит к древнерусской традиции, известной с XV века.