Фамилия Гаголина — женская форма от Гаголин, и её разумнее всего разбирать в мужском варианте, поскольку именно он хранит ключ к происхождению. Основа здесь — прозвище или нецерковное имя Гаголя. Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Гаголин, то есть сын или потомок человека по прозвищу Гаголя. Такая модель типична для северных и центральных областей России, где -ин чаще, чем -ов, и закреплялась за основами на -а/-я.

Само слово «гаголя» в русских говорах многозначно. В архангельских и поморских диалектах так называли гагару — северную морскую птицу. Прозвище Гаголя могли дать человеку за длинную шею, характерную походку или пронзительный голос, напоминающий крик гагары. Но есть и другая, менее очевидная линия: в рязанских и тамбовских говорах «гаголя» — это утка-гоголь, нырок. Здесь прозвище могло закрепиться за охотником или за человеком, который, подобно этой птице, ловко нырял или плавал.

Версия с уменьшительной формой от имени Гавриил (Гага, Гаголя) — возможна, но менее убедительна. В русской антропонимии переход Гавриил → Гаголя не является регулярным, в отличие от прямых прозвищ по птице. Более того, у фамилии есть однокоренные «собратья»: Гагарин, Гаганов, Гагаев. Самая известная из них — Гагарин — тоже восходит к «гагаре», что подтверждает устойчивость птичьей темы в северорусских прозвищах. Гаголин, таким образом, стоит в одном ряду с Гагариным, но с другим суффиксальным оформлением.

Географически фамилия редкая и локальная. В дореволюционных источниках носители Гаголины встречаются преимущественно в Вологодской и Архангельской губерниях, что косвенно подтверждает «поморскую» версию. Встречаемость в других регионах — скорее результат поздних миграций. Социальный состав: по переписям XIX века Гаголины — в основном государственные крестьяне и мещане, то есть люди, чьи предки не были крепостными и могли свободно перемещаться, что тоже характерно для Русского Севера.