Фамилия Дунявина — женская форма, а её основа, мужская фамилия Дунявин, образована по одной из самых распространённых в русском языке моделей: от прозвища или имени, оканчивающегося на -а/-я, с помощью суффикса -ин. Это указывает на принадлежность: «чей?» — Дунявин, то есть сын или потомок человека по прозвищу Дунява. Вопрос в том, кем был этот Дунява.

Самое прямое и правдоподобное объяснение — связь с уменьшительной формой имени Евдокия. В народной речи имя Евдокия давало целый ряд производных: Дуня, Дуняша, Дуняха. Форма Дунява — более редкая, но вполне возможная для северных и северо-западных говоров, где суффикс -ав- встречается в прозвищах и именах (сравните с фамилией Дуняхин). В этом случае родоначальника фамилии звали Евдокией, и фамилия оказывается матрилинейной — то есть образована от женского имени. Такое случалось, если женщина была главой семьи, вдовой или если прозвище приросло к мужчине по имени матери.

Есть и другой, менее очевидный вариант. В диалектах русского языка слово «дуня» или «дунява» могло означать нечто, связанное с дутьём, надуванием — например, пухлый, полный человек. В словаре Даля «дуня» фиксируется как ласковое обращение к кормилице, но также и как «дутыш», «толстяк». Прозвище Дунява могли дать человеку за дородность или за привычку надувать губы. Однако эта версия уступает первой по распространённости: подавляющее большинство фамилий на -ин в центре и на севере России восходят к личным именам, а не к нарицательным прозвищам.

Фамилия встречается в основном в Тверской, Новгородской и Псковской областях — то есть на территории бывших новгородских земель, где имя Евдокия было особенно популярно и где сохранились архаичные суффиксы. Встречается и вариант написания Дунявин с ударением на второй слог, что характерно для южнорусского акающего произношения, но основная масса носителей сосредоточена именно на северо-западе.

Социальный состав носителей фамилии в XIX веке — преимущественно крестьяне и мещане. В дворянских родословных книгах Дунявины не значатся, что тоже подтверждает народное, бытовое происхождение фамилии от имени простой женщины.