Фамилия Гагулина — женская форма, а её мужской вариант — Гагулин. В основе фамилии лежит прозвище Гагуля, и здесь есть сразу две версии, заметно различающиеся по смыслу. Первая отсылает к южнорусским говорам, где «гогуля» — это шишка, ушиб или болячка. Прозвище могли дать человеку, на теле которого было много таких следов — от работы или драк. Вторая версия ведёт в костромские края, где бытовало слово «гоглиха» — самая мелкая монета. Если принять эту гипотезу, Гагулей называли бедняка, у которого за душой ни гроша.

Словообразовательная модель проста: суффикс -ин указывает на принадлежность, то есть Гагулина — «дочь (или жена) Гагули». Фамилия недворянская, скорее крестьянская или посадская, что типично для прозвищ, описывающих внешность или имущественное положение.

Спор между версиями решается в пользу первой — она опирается на более широкий ареал слова «гогуля» и его прозрачную связь с телесными недостатками. Вторая гипотеза слабее: слишком велик фонетический разрыв между «гоглиха» и «Гагуля», к тому же в костромских говорах это слово редкое и узколокальное.

Встречается фамилия преимущественно в центральных и южных областях России. В дореволюционных переписях носители Гагулины записаны как крестьяне и мещане. Сравнение с однокоренными фамилиями — Гогулин, Гогуля, Гагулин — показывает, что основа с гласной «а» чаще встречается на юге, где аканье размывало разницу между «о» и «а».