Фамилия Двойных — одна из тех, что указывают на порядковое место человека в семье. В её основе лежит мирское имя или прозвище Двойня, которое на Руси давали второму ребёнку. Традиция называть детей по счёту рождения была широко распространена: Первуша, Вторак, Третьяк, Четвертак, Шестак, Семерик. Двойня в этом ряду — тот, кто родился вторым. Имена эти не были официальными крестильными, их давали в быту, и они легко закреплялись за родом.

Впрочем, прозвище Двойня могло возникнуть и по другой причине. Глагол «двоить» имел несколько значений, в том числе «разделять надвое» или «повторять». Поэтому Двойнем могли назвать человека, который был внешне очень похож на кого-то из родственников — буквально «двойник». Такое прозвище нередко давали, чтобы отличить одного из двух очень похожих людей в деревне.

Фамилия образована по северорусской модели с суффиксом -ых. В говорах Русского Севера, Урала и Сибири притяжательные фамилии часто застывали в форме родительного падежа множественного числа: Двойных — буквально «из семьи Двойни». Это характерный признак фамилий, возникших в среде черносошных крестьян и посадских людей. В центральных и южных областях та же основа дала бы фамилии Двойнев или Двойнин.

Таким образом, предок носителя фамилии Двойных — либо второй сын в крестьянской семье, либо человек, поразительно похожий на кого-то из своих. Обе версии ведут к одному корню, и обе правдоподобны.