Фамилия Холодин образована по классической для русских фамилий модели: от личного имени или прозвища Холодя с помощью патронимического суффикса -ин, который указывает на принадлежность потомку этого человека. В основе лежит нарицательное «холод», а само имя Холодя относится к пласту древних мирских имен, которые на Руси давали детям до распространения устойчивых христианских имен.

Чаще всего имя Холодя давали ребенку, родившемуся зимой, в стужу. Такая практика была широко распространена: родители не стремились украсить имя, а отражали в нем обстоятельства появления младенца на свет, чтобы уберечь его от превратностей судьбы. Однако возможна и другая трактовка: Холодей могли прозвать взрослого человека за характер — жесткого, неприветливого, равнодушного к чужим бедам. В этом случае прозвище переходило к детям как указание на род занятий или нрав отца, но со временем утрачивало свой первоначальный смысл и становилось просто фамилией.

Обе версии имеют право на существование, и выбор между ними зависит от того, о ком именно идет речь в конкретном роду. Стоит отметить, что имя Холодя не было редкостью в северных и среднерусских говорах, где слово «холод» имело особенно сильное бытовое значение. В документах XVI–XVII веков встречаются аналогичные именования: Холод, Холодко, Холодец, что подтверждает живую традицию таких прозвищ. Фамилия Холодин, таким образом, сохранила память о предке, который либо родился в морозный день, либо славился суровым нравом.