Прозвище Дюдя, от которого образована фамилия, напрямую связано с диалектной лексикой Верхнего Поволжья. Там «дюдей» нередко называли дедушку. В этом значении кроется самая вероятная причина появления прозвища: так могли прозвать ребёнка, которого воспитывал дед, а не отец. Дети, росшие в таких условиях, часто перенимали прозвище старшего родственника или получали его по обстоятельствам жизни.

Однако за основу могло лечь и иное наблюдение за человеком. Дюдей в тех же говорах могли назвать мальчика или мужчину, который вёл себя серьёзно не по годам, отличался спокойствием, мудростью и рассудительностью. Прозвище закреплялось за взрослым человеком, чей характер напоминал поведение старого, умудрённого опытом человека. В этом смысле прозвище Дюдя — скорее уважительное, чем насмешливое.

Фамилия образована по самой распространённой в русском языке модели: от основы, оканчивающейся на гласный, с помощью суффикса -ин. Таким образом, Дюдин означает «сын Дюди», «потомок Дюди». Ударение, скорее всего, падает на последний слог: Дюдин.

Стоит отметить, что в русской ономастике фамилии, образованные от слов со значением родства (дед, батя, дядя), встречаются часто, но вариант с диалектным «дюдя» — случай более редкий и локальный. Он связывает носителей фамилии с конкретным регионом — Верхним Поволжьем, где слово бытовало. В других областях России прозвище Дюдя могло быть непонятным, что ещё раз подтверждает его севернорусские или владимирские корни.