Фамилия Камлыгин — одна из тех, где за простым звучанием скрывается несколько версий происхождения, и выбрать единственную непросто. Основа фамилии — прозвище Камлыга. Суффикс -ин указывает на принадлежность: Камлыгин буквально означает «сын Камлыги» или «человек из рода Камлыги».

Самая вероятная версия связывает прозвище с белорусским словом «камлыга» — «глыба». В русских говорах у этого слова схожий ряд значений: «ломоть, обломок, ком твердой земли или дернина на пашне», а также «колышка, мерзлый ком навоза, снега с грязью». Такое прозвище могли дать по двум разным причинам. Первая — внешняя: Камлыгой называли высокого, широкоплечего, сильного мужчину, похожего на массивную глыбу. Вторая — по роду занятий: прозвище могло закрепиться за трудолюбивым крестьянином-земледельцем, который постоянно работал с землей, комьями и дерном. Второе значение кажется более конкретным и правдоподобным для сельской среды, где прозвища часто отражали повседневный труд.

Существует и альтернативная гипотеза, выводящая прозвище из казахского языка. Согласно ей, Камлыга образовано от слов «къам» (забота) и «лыкъиту» (наполнять). В таком случае прозвище могли дать ребенку, окруженному особой родительской заботой. Эта версия менее убедительна, поскольку фамилия с суффиксом -ин характерна для русской ономастики, а не для тюркской, где модель образования фамилий иная. Скорее всего, если перед нами и есть тюркский след, то он мог повлиять на звучание исходного прозвища, но не на способ его оформления в фамилию.

Как бы то ни было, прозвище Камлыга закрепилось за человеком в качестве основного бытового именования, а затем его дети и внуки получили фамилию Камлыгины. Учитывая суффикс -ин, фамилия наиболее характерна для северных и центральных областей России, а также для регионов, где исторически были сильны белорусские говоры. Встретить Камлыгиных можно и в Поволжье, и в Сибири — туда фамилия попала с переселенцами.