Фамилия Дидюкина — женская форма мужской фамилии Дидюкин, и её происхождение уходит корнями в прозвище или мирское имя. Основа фамилии — «Дидюка» или «Дидюк». Это слово, скорее всего, связано с диалектным глаголом «дидюкать» или «дюкать», который в некоторых русских говорах означал «говорить невнятно, бормотать», «издавать глухие звуки». Соответственно, прозвище Дидюка могли дать человеку неразговорчивому, с тихим или невнятным голосом.

Модель образования типична для русских фамилий: к основе на -а (Дидюка) добавился суффикс -ин, образующий притяжательные фамилии («чей?» — Дидюкин, то есть сын Дидюки). Суффикс -ин характерен для фамилий, образованных от слов женского рода или от имён и прозвищ с окончанием -а/-я. Встречается и вариант Дидюков, но он менее распространён.

Сама основа «Дидюк» может иметь и другую природу. В украинском и белорусском языках «дід» (дед) и уменьшительная форма «дідюк» — это обращение к пожилому мужчине или старику. В этом случае фамилия Дидюкин (через украинское влияние) могла означать «внук или потомок старика Дидюка». Такая модель (прозвище по возрасту или статусу) встречается у многих славянских фамилий.

Географически фамилия Дидюкина тяготеет к южнорусским и западнорусским областям, а также к Украине. Встречается в Курской, Белгородской, Воронежской областях — в зоне исторического смешения русского и украинского населения. Это подтверждает обе версии происхождения: и диалектную русскую, и украинскую.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Дидюк, Дидюков, Дедюкин — показывает, что все они восходят к одному корню «дед/дид». Вариация «Дидюкин» с «и» в первом слоге — результат аканья или украинского произношения, где «е» переходит в «и». Таким образом, фамилия Дидюкина — не редкая, но достаточно локальная, и её носители в большинстве своём происходят из крестьянской или мещанской среды юга России.