Фамилия Фролягина — женская форма от Фролягин, а та, в свою очередь, восходит к редкому прозвищу или неканоническому имени Фроляга. В русской ономастике это нестандартная модель: суффикс -яг(а) характерен для просторечных и диалектных прозвищ, часто с оттенком фамильярности или уменьшительности (сравните: Витяга от Витя, Коляга от Коля). В основе лежит имя Фрол — народная форма календарного имени Флор (от латинского flos — «цветок»). У восточных славян Фрол было распространённым крестьянским именем, особенно в северных и центральных губерниях.

Суффикс -яг(а) в фамилиях встречается редко: он давал прозвища вроде Фроляга («маленький Фрол», «Фролка»), которые затем закреплялись за потомками. Поэтому Фролягин буквально означает «сын Фроляги». Притяжательный суффикс -ин указывает на принадлежность, что типично для фамилий, образованных от основ на -а или -я.

Географически фамилия Фролягин (и Фролягина) привязана к регионам, где имя Фрол было особенно популярным: Рязанская, Тамбовская, Нижегородская губернии. Встречается она нечасто — это редкая фамилия, не попавшая в массовые списки дворянских или купеческих родов. Скорее всего, предки носителей были крестьянами или мещанами: прозвищная форма на -яга выдаёт неофициальный, бытовой обиход.

В отличие от более частых Фроловых (от Фрол с типовым суффиксом -ов), Фролягины сохранили более архаичную и диалектную словообразовательную модель. Если Фролов — «сын Фрола», то Фролягин — «сын того, кого звали Фроляга», то есть прозвище было на шаг дальше от канонического имени. Это делает фамилию ценной для историков языка: она фиксирует живую народную традицию переделывать имена в ласкательные или пренебрежительные формы, которые потом становились фамилиями.