Фамилия Белыгин — яркий пример «цветной» фамилии, указывавшей на внешность человека. В её основе лежит древнерусское нецерковное имя или прозвище Белыга. Оно образовано от прилагательного «белый» с помощью уменьшительного суффикса -ыг(а). В старину Белыгой могли назвать светловолосого, бледного кожей или просто чистоплотного человека. Слово «белый» в народной культуре имело много положительных оттенков: «добрый», «счастливый», «милый», поэтому прозвище могло даваться и как ласковое, пожелательное.

Модель образования фамилии — классическая для русского севера и центра. Суффикс -ин указывает на принадлежность: Белыгин буквально означает «сын Белыги» или «человек из рода Белыги». В этом она родственна фамилиям Черныгин (от «чёрный»), Малыгин (от «малый») или Жилыгин (от «жила»). Интересно, что суффикс -ыг(а) в основе — довольно редкий для имён, чаще он встречался в прозвищах, подчёркивающих какую-то характерную черту.

Географически фамилия тяготеет к Вологодчине, Архангельской области и Вятке. В писцовых книгах XVI–XVII веков встречаются крестьяне с именем Белыга в Тотемском и Устюжском уездах. Это говорит о том, что предки Белыгиных были, скорее всего, черносошными крестьянами или посадскими людьми, то есть лично свободными, но платившими подати государству.

В отличие от фамилий, образованных от крестильных имён (Иванов, Петров), Белыгин несёт в себе не церковную, а бытовую, мирскую традицию именования. Такие прозвища давались в семье и деревне, часто они вытесняли крестильное имя в повседневной жизни. Таким образом, первый Белыгин — это не просто «белый человек», а конкретный мужик, которого за светлую голову или добрый нрав прозвали Белыгой, и это прозвище закрепилось за его потомками.