Фамилия Двойнин — одна из тех, что прямо указывает на порядок рождения или семейную ситуацию. Её основа — мирское имя Двойня, которое на Руси давали второму ребёнку в семье. Такие «номерные» имена (Первой, Третьяк, Шестак) были в ходу до XVII века, и Двойня среди них не редкость. Есть и вторая, не менее логичная версия: так могли назвать одного из мальчиков-близнецов. Обе гипотезы связаны с числом «два», и обе правдоподобны — конкретный случай без документов не восстановить.

Менее вероятно, что в основе лежит прозвище от глагола «двоить» (делать двойным, раздваивать) или что Двойней прозвали человека, который был внешне очень похож на кого-то. Эти объяснения слабее, потому что имя-число встречается в источниках гораздо чаще, чем прозвище по сходству.

Самый ранний документальный след — запись у Степана Веселовского: Двойнин Миленя, 1638 год, Каргополь. Это северный регион, что характерно: мирские имена там держались дольше, чем в центральных уездах. Позднее фамилия закрепилась в южных областях. В Книге памяти Свердловской области упомянут Двойнин Василий Васильевич, 1895 года рождения, уроженец Воронежской губернии (Заметчинский район, село Малый Ижмор). В архивах пензенского «Мемориала» значится Двойнин Василий Никифорович, 1872 года рождения, оттуда же. Таким образом, географически фамилия привязана к чернозёмной полосе, а в основе — простое и понятное именование по счёту детей.