Фамилия Звёздочкин — одна из тех, что хранят в себе образ, а не простое указание на род занятий. Её основа — мирское имя или прозвище Звёздочка. В древнерусской традиции такие имена давали ребёнку не случайно: возможно, он появился на свет на рассвете, когда на небе ещё гасла утренняя звезда, или в вечерний час, при первых звёздах. Это объяснение лежит на поверхности, но в фамилии есть и другая глубина.

Здесь работает редкий для русских фамилий суффикс -очк-, который уменьшительно-ласкательно оформляет основу. В отличие от стандартных патронимических суффиксов (-ов, -ев, -ин), этот суффикс прямо указывает на прозвищное, а не на отчество происхождение. Фамилия буквально означает «сын (или потомок) того, кого звали Звёздочка». Исходное слово «звезда» в народной культуре — не только небесное тело, но и символ судьбы, удачи, а также знак отличия.

По второй версии, прозвище Звёздочка могли дать человеку, который носил орден или награду в форме звезды. В XVIII–XIX веках, когда ордена стали доступны не только дворянам, такое прозвище мог получить купец, чиновник или отставной солдат, отмеченный за службу. Третья версия — прозвище за характер: так называли яркую, артистичную личность, «звезду» в своём кругу. И наконец, предок мог быть астрономом или звездочётом, но эта версия менее вероятна для крестьянской среды, где грамотность и наука были редкостью.

Словообразовательная модель «Звёздочк-ин» — одна из самых живых в русской ономастике. Она встречается реже, чем фамилии на -ов, и указывает на то, что прозвище было устойчивым и передавалось как родовое имя. В отличие от фамилий Звездин или Звездов (от той же основы, но с другими суффиксами), Звёздочкин сохраняет именно ласкательный оттенок. Это говорит о том, что в основе лежало не официальное, а домашнее, тёплое прозвание.

География фамилии широкая, но с заметным тяготением к центральным и северным губерниям России. Встречается она и в старообрядческой среде, где мирские имена держались дольше. Точных данных о сословной принадлежности первых носителей нет, но суффикс -ин чаще указывает на недворянское происхождение — крестьянское или мещанское.