Фамилия Долгунин образована по одной из самых распространенных в русской ономастике моделей — с помощью суффикса -ин, который присоединялся к основам, оканчивающимся на -а или -я. В данном случае основой послужило прозвище Долгуня. Так могли называть человека высокого роста (от слова «долгий» в значении «длинный»). В говорах «долгуня» — это не просто высокий, а, скорее, долговязый, нескладный, худощавый человек. Прозвище давали по характерной внешности, которая бросалась в глаза.

В отличие от фамилий с суффиксом -ов/-ев, которые чаще указывали на отца (Иван — Иванов), модель на -ин могла иметь более широкий спектр значений: «сын Долгуни», «человек из семьи Долгуни» или даже «тот, кто работает у Долгуни» (например, в крестьянской общине). В русской антропонимии суффикс -ин также традиционно связывают с основами женского рода, но прозвище Долгуня могло быть как мужским, так и женским, хотя в качестве основы фамилии чаще выступало мужское прозвище.

Однокоренные фамилии — Долгунов, Долганов, Долгачёв, Долгушин. Все они восходят к одному смысловому гнезду, но различаются суффиксами, что указывает на разные диалектные формы прозвищ. Долгунин — менее частотная форма, чем Долгунов, что может говорить о её локальном бытовании, например, в северных или центральных губерниях, где модель на -ин была особенно активна.

Интересно, что в некоторых говорах «долгуня» имело и другое значение — так называли длинную, нескладную вещь, например, длинную телегу или жердь. В этом случае прозвище могло быть не столько личным, сколько профессионально-бытовым: человек, который возит длинные брёвна или делает долгие повозки. Однако для фамилии Долгунин наиболее вероятна антропометрическая версия — прозвище по росту. Сословно фамилия, скорее всего, крестьянская или мещанская, так как в дворянской среде такие прозвищные основы встречаются редко.