Фамилия Кавлюгин — один из тех редких случаев, где исходное прозвище почти полностью скрыло свою профессиональную основу. В основе лежит прозвище Кавлюга, а оно, в свою очередь, восходит к глаголу «ковать» и является диалектным вариантом слова «коваль». Ковалем в западных губерниях Российской империи называли кузнеца, и фамилии с корнем «ковал/ковл» особенно распространены в Белоруссии и на Украине. Этот же корень дал белорусскую фамилию Ковлик, еврейскую Ковлер и ряд других.

Прозвище Кавлюга закрепилось за человеком как основное именование, а затем, по модели на -ин, перешло в фамилию: Кавлюгин — «потомок Кавлюги». Суффикс -ин указывает на принадлежность к роду, что типично для восточнославянских фамилий, образованных от прозвищ на -а, -я. Таким образом, фамилия Кавлюгин — это профессиональное именование, указывающее на то, что предок её носителя был кузнецом.

Однако не всё так однозначно. Чередование гласных в корне (кавл- вместо ковл-) может быть следствием местного говора — аканья, при котором «о» переходит в «а». Это даёт региональную привязку: скорее всего, фамилия сформировалась на южнорусских или белорусских землях, где аканье было нормой. Вторая версия, менее правдоподобная, связывает Кавлюгу с личным именем Кавл или Кавель — редким вариантом библейского Каина, но профессиональная гипотеза выглядит убедительнее, так как кузнечные фамилии — одни из самых массовых в славянском мире.

Безусловно, фамилия Кавлюгин — замечательный памятник славянской культуры, но окончательно говорить о точном времени и месте её происхождения можно лишь на основании серьёзных генеалогических исследований: процесс формирования каждой отдельной фамилии мог быть длительным и не всегда имел привязку только к одной местности.