Фамилия Дубынин образована от нецерковного славянского имени Дубыня. В основе имени — слово «дуб», которое в дохристианской традиции символизировало силу, крепость и несокрушимость. Человек по имени Дубыня воспринимался как могучий и стойкий, подобно дубу.

Имя Дубыня встречается в русском фольклоре. Это один из сказочных богатырей, чудесный помощник главного героя. Сила Дубыни проявлялась в том, что он выворачивал дубы с корнем, откуда, по народной этимологии, и пошло его прозвище. Фамилия образована по стандартной модели на -ин: от основы Дубын- (имя Дубыня в родительном падеже — «чей сын?» — Дубынин) с помощью притяжательного суффикса, указывающего на принадлежность к роду.

В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще образовывались от имен и прозвищ с конечным -а/-я (типа Илья — Ильин), модель с -ин для фамилий от имен на мягкий согласный или -я — одна из самых древних. Таким образом, потомок человека по имени Дубыня со временем стал писаться как Дубынин. Среди однокоренных фамилий — Дубов, Дубинин, Дубков, но Дубынин выделяется именно редкой сказочной основой, а не ботанической или топографической.