Фамилия Долгодилин — одна из тех, что сразу привлекает внимание своей необычной конструкцией. На первый взгляд в ней слышится что-то долгое и длинное, и это прямое указание на её происхождение. В основе фамилии лежит прозвище Долгодил. Оно составное, образовано из двух корней: «долг-» (в значении «длинный») и «-дил-» (от глагола «дилить», то есть долбить, тесать, делать углубление). Человек с таким прозвищем — скорее всего, плотник или столяр, который работал с длинными заготовками, делал долгие (длинные) долбленые вещи: корыта, лодки-однодеревки, желоба для воды. В северных и центральных говорах слово «дило» означало долото или стамеску, так что прозвище могло быть профессиональным: мастер, который долго и умело работает долотом.

Суффикс «-ин» указывает на принадлежность: Долгодилин — сын или потомок Долгодила. Такая модель типична для русских фамилий, образованных от прозвищ, оканчивающихся на согласный. В отличие от фамилий на «-ов» (которые чаще шли от имен на -о/-а), суффикс «-ин» закрепился за основами на -а/-я и мягкий согласный. Здесь основа «Долгодил» — мужское прозвище, и «-ин» работает стандартно. Фамилия редкая, не встречается в массовых списках, что говорит о локальном происхождении — вероятно, в одном из регионов Русского Севера или Вятки, где было развито долбленое ремесло.

Есть и вторая, менее правдоподобная версия: прозвище могли дать человеку с длинными пальцами или руками — «долгие дилы», где «дилы» в диалекте означало пальцы. Однако такая трактовка слабее, так как слово «дилы» в значении пальцев фиксируется редко и в основном в псковских говорах. Профессиональное объяснение — плотник, работающий с длинными долблеными изделиями — выглядит естественнее и подтверждается словообразовательной логикой.

Встречаются однокоренные фамилии: Долгодилов, Долгодин, Долгодеров. Все они держатся на том же корне «долг-» и ремесленной тематике. Носители фамилии Долгодилин, если заглянуть в архивные записи XIX века, чаще всего числились государственными крестьянами северных губерний — Архангельской, Вологодской, Костромской. Сословная принадлежность — крестьянство, без дворянских ветвей. Фамилия не получила широкого распространения, что делает её особенно ценной для генеалогического поиска: круг предков узок, и восстановить родословную проще, чем по фамилиям-миллионникам.