Фамилия Гогулина — женская форма, мужская — Гогулин. В её основе лежит прозвище или нецерковное имя Гогуля. Слово «гогуля» в русских говорах имело несколько значений, и чтобы понять, от какого именно пошла фамилия, нужно смотреть на регион и контекст.

В северных и сибирских говорах «гогуля» — это птица, чаще всего гагара или какая-нибудь водоплавающая дичь. Прозвище Гогуля могли дать человеку за внешнее сходство с птицей (например, за длинную шею или манеру вытягивать её) или за характер — крикливый, беспокойный. В других диалектах «гогуля» означала шишку, нарост или выпуклость — такое прозвище мог получить человек с заметной родинкой, горбом или просто коренастый, плотный.

Имя Гогуля встречается в старых документах как некалендарное, то есть данное не при крещении, а в быту. От него с помощью патронимического суффикса -ин образовали фамилию: Гогуля → Гогулин → Гогулина. Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Гогулин, то есть сын или потомок Гогули.

Фамилия редкая, но не единичная. Встречается в центральных областях России, на Урале и в Зауралье — как раз там, где слово «гогуля» в значении «птица» было в ходу. Встречается и вариант Гогулев, с суффиксом -ев, что типично для фамилий от основ на мягкий согласный или -й. Гогулина — более архаичная форма, сохранившая старую модель образования.

Версия о связи с растением (гоголь-моголь, гогуля как «гоголь») маловероятна: «гоголь» — это отдельное слово, птица из утиных, и фамилия Гоголь есть отдельно. Гогуля — скорее народный, диалектный вариант того же корня, но с другим суффиксом.