Фамилия Дыдыкина образована от прозвища Дыдыка, в основе которого лежит украинское слово «дiдик» — так называли помещика или крупного землевладельца. Прозвище указывало на социальное положение основателя рода, но не обязательно означало, что сам он был дворянином. К тому времени, когда появились такие прозвища, высшие сословия уже имели официальные фамилии, поэтому Дыдыкой могли прозвать человека, приближенного к помещику, либо его управляющего или слугу. Со временем прозвище закрепилось за потомками в форме фамилии Дыдыкина.

Словообразовательная модель здесь простая: к основе Дыдык- добавлен суффикс -ин, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Дыдыки). Такая модель типична для русских фамилий, образованных от прозвищ или имен, оканчивающихся на -а, -я. В украинской среде слово «дiдик» звучит иначе, но при переходе в русскую ономастику оно адаптировалось до формы Дыдыка, а затем и фамилии на -ин.

Встречается фамилия Дыдыкина преимущественно в центральных и южных регионах России, а также на территориях, исторически связанных с украинским влиянием. Это объясняется украинским происхождением основы. Редкий вариант написания с двумя «ы» в корне — одна из примет, отличающих фамилию от более распространенных Дедикиных или Дядикиных.