Фамилия Фомягина — женская форма фамилии Фомягин. В основе лежит мужское личное имя Фома, греческого происхождения (от арамейского «близнец»). Однако напрямую от Фомы фамилию не образовали: между именем и конечной формой стоит уменьшительный суффикс -яг(а). В русской антропонимии суффикс -яга (с вариантом -яг) встречается нечасто и обычно придаёт слову разговорный, иногда пренебрежительный или просто фамильярный оттенок: бедняга, миляга, работяга. В фамилиях он закрепился редко, что делает Фомягина (и Фомягину) ономастически заметной формой.

По модели образования фамилия схожа с Борягиным (от Борис), Степагиным (от Степан), Ванягиным (от Иван). Исходное прозвище Фомяга, скорее всего, дали человеку по имени Фома — либо для различия нескольких Фом в одной местности, либо как ласковое или ироничное обращение. Суффикс -ин в окончании указывает на принадлежность: «чей?» — Фомягин, то есть сын или потомок Фомяги.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным областям России. В переписных книгах XVII века и в метриках XIX века Фомягины встречаются в Вологодской, Костромской и Вятской губерниях — регионах, где имя Фома было особенно распространено среди крестьян и посадских людей. Дворянских корней у фамилии нет: она оставалась в основном крестьянской и мещанской.

С точки зрения ударения — Фомя́гина, с ударением на второй слог. Вариант с ударением на первый слог (Фо́мягина) возможен в говорах, но не является нормативным для литературного произношения. Встречается также написание через «ё» — Фомягина, но это орфографическая случайность, не меняющая этимологии.