Фамилия Двинина образована от прозвища или имени Двина, а то, в свою очередь, — от названия реки. По территории России протекают две крупные реки с этим именем: Северная Двина и Западная Двина. Скорее всего, основатель рода жил на берегах одной из них. Такие «географические» прозвища давали переселенцам: человека, пришедшего с Двины, земляки называли Двиной. От этого прозвища и пошла фамилия Двинины.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Двинин, то есть сын или потомок Двины. Это типичная модель для русских фамилий, образованных от прозвищ и имен, оканчивающихся на -а или -я.

Менее вероятная, но не исключённая версия связывает фамилию с армянским городом Двин. В IV–XIII веках это был крупный ремесленно-торговый центр, столица Армении, а после её падения в 428 году — резиденция персидских наместников. Если предок Двининых происходил оттуда, прозвище Двина могло указывать на ремесленника или купца, прибывшего из этого города. Однако для русской ономастики связь с гидронимом (названием реки) гораздо естественнее и встречается чаще.