Фамилия Чубалина — женская форма, мужская — Чубалин. В её основе лежит прозвище или нецерковное имя Чубал. В русских говорах слово «чубалый» означало пёстрый, рябой, неоднородный по масти (обычно о животных, реже о человеке). Так могли назвать человека со светлыми или рыжими прядями на фоне тёмных волос, с неровным цветом лица, веснушками или просто с необычной, «пёстрой» внешностью. Менее вероятно, но возможно, что прозвище дали по характеру — «чубалым» иногда называли взбалмошного, непостоянного человека.

Словообразовательная модель проста и характерна для восточнославянских фамилий: основа «Чубал» плюс патронимический суффикс -ин, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Чубала). Такие фамилии чаще всего возникали в северных и центральных областях России, где суффикс -ин был основным способом образования от имён и прозвищ на -а, -я.

Примечательно, что в отличие от более частых «Чубаров» и «Чубатых», фамилия Чубалин встречается реже и сильнее привязана к конкретным регионам. По данным исторических записей, крестьяне с фамилией Чубалин в XIX веке фиксировались преимущественно в Вятской и Пермской губерниях, а также в Сибири (Тобольская губерния). Это позволяет предположить, что предки носителей фамилии были выходцами из северорусских земель, возможно, переселенцами времён освоения Урала.

Существует и менее распространённая версия, связывающая основу не с прилагательным «чубалый», а с диалектным глаголом «чубалить» — ходить вразвалку, шататься. В этом случае прозвище Чубал дали бы человеку с нетвёрдой, раскачивающейся походкой. Однако эта гипотеза слабее, так как глагол зафиксирован лишь в единичных говорах, а прилагательное «чубалый» широко представлено в русских народных говорах от Архангельска до Дона.