Фамилия Худыкин образована от прозвища Худыка. В русских говорах «худыка» — человек худой, тощий, болезненный на вид. Прозвище такого рода давали необязательно в насмешку: в крестьянской среде оно могло закрепиться за человеком, который много и тяжело болел, или, наоборот, за тем, кто был сухощав от природы, но при этом живуч и работящ.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Худыкин — «сын Худыки». Это типичная модель русских фамилий от прозвищ на -а, -я. Родственные фамилии — Худяков, Худов, Худенко — построены от той же основы, но с другими суффиксами. Худыкин встречается реже, чем Худяков, и это говорит о более локальном бытовании прозвища Худыка.

По географии фамилия тяготеет к центральным и северным областям России. В документах XVII–XVIII веков можно найти крестьян и посадских людей с этой фамилией в Вятском и Архангельском краях. В южных регионах, где сильнее украинское влияние, чаще встречается вариант Худенко или Худько.

Версия о происхождении от тюркского корня (например, от слова «худай» — бог) маловероятна: для русской ономастики характерно прямое значение прозвища. Фамилия не связана с татарскими или башкирскими родами, а её носители — потомки русских крестьян или ремесленников, получивших прозвище за внешность.