Фамилия Грыбинка — редкий случай, когда прозвище превратилось в фамилию почти без изменений, сохранив уменьшительно-ласкательный суффикс. В отличие от подавляющего большинства русских фамилий на -ов/-ев или -ин, здесь мы видим финаль -ка, которая в фамильной модели встречается гораздо реже и указывает на прямое, неадаптированное происхождение от прозвища или уличного имени.

Основа фамилии — «грыба». В диалектах русского языка это слово имело два основных значения. Первое — старинное название гриба, особенно распространённое в южных и западных говорах (ср. украинское «гриб» — «грыб»). Второе, более вероятное для прозвища, — переносное: так могли назвать человека с крупными губами, надутого или обидчивого, то есть того, кто «грыбится» — морщится, дуется, капризничает. В словаре Владимира Даля зафиксирован глагол «грыбиться» именно в этом смысле.

Суффикс -к- в прозвище Грыбинка выполняет уменьшительную функцию, но не столько для смягчения, сколько для закрепления за конкретным человеком в бытовом общении. Такие формы часто давали молодым людям или детям: Грыбинка — буквально «маленький грыба», то есть сын или потомок того, кого звали Грыба. Фамилия могла закрепиться в одной семье, где прозвище стало наследственным, минуя более привычные патронимические суффиксы.

Географически фамилия тяготеет к западнорусским и белорусским землям, где аканье и замена «гриб» на «грыб» были нормой. Встретить её можно в единичных записях конца XIX — начала XX века в Смоленской, Могилёвской, Витебской губерниях. В современной России фамилия крайне редкая, что делает её ценным маркером для генеалогического поиска: носители, скорее всего, происходят из одного корня.

Словообразовательная модель здесь проста, но необычна: прозвищная основа + уменьшительный суффикс без добавления родового окончания. Это сближает Грыбинку с фамилиями вроде Козявка, Шишка, Рыбка, но в отличие от них, её основа диалектная, а не литературная. Если предок носил такую фамилию, он мог быть либо человеком с выразительной мимикой и характером, либо жителем мест, где грибы называли грыбами, а сборщиков — грыбниками.