Фамилия Двигулина образована от мужского прозвища Двигуля. В основе лежит глагол «двигать» — слово с широким спектром значений. Прозвище могли дать человеку подвижному, непоседливому, суетливому, тому, кто постоянно в работе или в хлопотах. В некоторых говорах «двигуля» означала того, кто много и тяжело таскает, переносит грузы, работает руками. Встречается и более узкое значение — «двигулей» называли человека, который перевозит товары, извозчика или лодочника, переправляющего через реку.

Фамилия относится к редкой модели на -ин, но с основой на -уля. Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Двигулин, то есть сын или потомок Двигули. Такая форма характерна для прозвищ, оканчивающихся на -а/-я, и широко распространена в северных и центральных регионах России. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще образовывались от полных имен, фамилии на -ин нередко фиксируют прозвищную основу, что делает их более живыми и конкретными.

Стоит отличать фамилию Двигулин от однокоренных Двигунов и Двигульских. Двигунов — от прозвища Двигун, где суффикс -ун указывает на деятеля, того, кто движет. Двигульские — фамилия польско-белорусского происхождения, с типичным для шляхты суффиксом -ский и топонимической основой. Двигулина стоит в этом ряду особняком: у нее более архаичная и простонародная структура, без дворянского оттенка.

Встречаемость фамилии невысока, но она не исчезла. В дореволюционных записях Двигулины фиксируются в основном в центральных губерниях — Рязанской, Тамбовской, Владимирской. Это указывает на крестьянское или мещанское происхождение: прозвище закрепилось за человеком, которого в деревне хорошо знали по его подвижности или ремеслу. Со временем оно перешло в фамилию и сохранилось до наших дней.