Фамилия Гомулина образована от прозвища Гомуля. Его основа восходит к южнорусскому слову «гомить» — «громко говорить, шуметь, кричать, хохотать, браниться, возиться, буянить». Исходное прозвище мог получить человек с громким голосом или шумным, беспокойным нравом. В этом значении слово «гом» и производные от него (гомонить, гомозить) широко известны в русских говорах, особенно в южных и центральных областях.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Гомулина — «жена или дочь Гомули». В русской ономастике такие фамилии на -ин чаще всего образовывались от прозвищ и имён, оканчивающихся на -а/-я. Модель типична для северных и центральных регионов России.

Менее вероятна связь с названием города Гомель. Такая версия встречается в народной этимологии, но её поддерживает только внешнее звуковое сходство. Фонетически и исторически фамилия Гомулина не связана с географическим названием: в белорусских и древнерусских источниках город фигурирует как Гомь, Гомей, а фамилии от него образовывались бы через суффикс -ский (Гомельский) или -ов (Гомелев).

Таким образом, основная версия — прозвище от глагола «гомить». Потомок человека по прозвищу Гомуля со временем получил фамилию Гомулина. В говорах сохранилось и родственное слово «гомыля» — так в некоторых областях называли непоседливого, суетливого человека, что дополнительно подтверждает прозвищное происхождение фамилии.