Фамилия Диулина — женская форма, а её мужской вариант — Диулин. В основе фамилии лежит прозвище или нецерковное имя, которое восходит к слову «диуля». В русских говорах, особенно южных, так называли неповоротливого, медлительного или рассеянного человека. Слово это звукоподражательное: «диулить» означало «делать что-то медленно, тянуть, мешкать». Фамилию, скорее всего, дали предку с таким характером — не злому, но нерасторопному, «диуле».

Модель образования проста: основа «Диул» плюс типичный русский суффикс притяжательности -ин. Окончание -а указывает на женский род. По такой же схемы сложились фамилии Зимин, Бородин, Кузьмин. Суффикс -ин в этом случае говорит о том, что родоначальника звали Диуля, а потомков стали записывать как Диулины.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским областям. Встречается в документах по Курской, Воронежской и Тамбовской губерниям. Реже — на Урале и в Сибири, куда переселенцы уходили в XVII–XVIII веках. В современной России Диулины живут в основном в Центральном Черноземье и Поволжье.

Спорных версий происхождения у этой фамилии почти нет. Можно было бы предположить связь с тюркским корнем «диу» (гора, холм) — но тогда фамилия оканчивалась бы на -ов или -ев, а не на -ин. Поэтому диалектная русская основа — единственное правдоподобное объяснение.

В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» модель на -ин описана как типичная для прозвищ на -а/-я, под которую подходит и Диулин. В работе В. Никонова «География русских фамилий» есть косвенное подтверждение: фамилия фиксируется в зоне распространения говоров, где слово «диуля» было в ходу.