Фамилия Голыбина — одна из тех, что построены по простой и прозрачной модели: прозвище плюс суффикс принадлежности -ин. В основе лежит прозвище Голыба, которое, в свою очередь, этимологически связано с корнем «гол-» в значении «голый». Родственные слова — «голь», «голытьба», «голынь» — прямо указывают на бедность, необеспеченность, отсутствие самого необходимого. Казалось бы, вывод напрашивается сам собой: Голыбой называли человека скудного достатка, босоту и бедняка.

Однако в народной традиции всё сложнее. Прозвища, подчёркивающие нищету, давали не столько для констатации факта, сколько в качестве оберега или даже пожелания. Называя ребёнка Голыбой, родители могли надеяться на обратный эффект: чтобы он, минуя нужду, вырос человеком состоятельным. Такая магия имени — распространённый приём в русской деревне, где верили, что имя способно обмануть судьбу. Таким образом, фамилия Голыбина, при внешней простоте, несёт в себе двойной смысл: прямое указание на бедность и скрытое пожелание богатства.

Словообразовательно фамилия стоит в ряду таких же отпрозвищных фамилий на -ин, как Бородин, Репин, Птицын. Суффикс -ин указывает на принадлежность: сын Голыбы, то есть потомок человека с этим прозвищем. Со временем прозвище ушло из обихода, а фамилия осталась, закрепив за собой первоначальное значение.

Географически фамилия редкая и не имеет ярко выраженного ареала. Встречается в центральных и северных регионах России, но единичными вкраплениями. В исторических источниках XVI–XVII веков, например, в актах по Новгороду и Вологде, можно найти упоминания крестьян с прозвищем Голыба, но документально подтверждённых носителей фамилии в старых переписях немного.