Фамилия Дудинкин образована по редкой, но выразительной модели — с двойным суффиксом -ин-к-ин. Если бы её строили по стандартному типу, от прозвища Дуда или Дудка появилась бы фамилия Дудин или Дудкин. Но здесь к основе Дудин (уже «сын Дуди») добавили ещё один патронимический суффикс -ин, а потом — уменьшительный -к-, который в русских фамилиях часто служит для указания на прямого потомка: Дудинкин буквально означает «внук Дуди» или «сын Дудина». Такая конструкция встречается нечасто и выдает фамилию, сложившуюся в среде, где ценили точную родословную привязку — скорее всего, в крестьянской или посадской среде, где прозвища передавались по мужской линии с уточнением поколения.

Основа фамилии — прозвище Дуда. В русских говорах так называли человека, который играл на дудке (волынке, свирели), либо вообще любителя погудеть, попеть. Нарицательное «дуда» означало и сам музыкальный инструмент, и болтливого, пустого человека (отсюда «дудеть» — надоедливо говорить одно и то же). Прозвище Дуда было широко распространено в XV–XVII веках: в новгородских и псковских писцовых книгах встречаются крестьяне и ремесленники с таким именованием. Фамилия Дудинкин могла закрепиться за потомками конкретного Дуди, который, в свою очередь, был сыном или внуком Дуди.

С точки зрения географии, фамилия тяготеет к северным и центральным регионам России — Архангельской, Вологодской, Костромской областям, где дудочная традиция была частью народной культуры, а фамилии на -инкин/-енкин встречаются чаще, чем на юге. Встречается она и в Поволжье, но реже. В официальных документах XIX века Дудинкины записаны преимущественно как государственные крестьяне и мещане — то есть свободное, но недворянское сословие.

Двойной суффикс иногда путают с украинской или белорусской моделью (типа Дудкин, Дудченко), но Дудинкин — чисто русская фамилия, сформированная по схеме, типичной для великорусских говоров. Если сравнивать с однокоренными — Дудкин, Дудников, Дудин, — то Дудинкин выделяется именно «внучатой» формой: она точнее указывает на династию, а не на одного предка.