Фамилия Колчугина — женская форма фамилии Колчугин, а та, в свою очередь, образована от прозвища или мирского имени Колчуга. В русской ономастике это редкий случай, когда в основе лежит слово, обозначающее не профессию и не черту характера, а конкретный предмет воинского снаряжения — кольчугу. Однако прямой связи с воином или кузнецом могло и не быть: прозвища часто давали по внешнему сходству. Человека с крупными кольцами волос, с «кольчужной» рябью на лице (после оспы) или даже с характерным звенящим голосом могли в шутку назвать Колчугой.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Колчугин — «сын Колчуги» или «человек из семьи Колчуги». Это типичная модель для русских фамилий XVI–XVII веков, когда прозвища отца переходили к детям, закрепляясь в документах. В писцовых книгах и переписях фамилия могла зафиксироваться в разных вариантах: Колчугин, Колчюгин, а в южнорусских говорах — Кольчугин (с мягким «ль»). Современное написание с «о» — результат закрепления акающего произношения на письме.

В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые массово давались крестьянам после отмены крепостного права, -ин чаще встречается в среде служилых людей и посадских. Поэтому предки Колчугиных с высокой вероятностью были не крепостными, а государственными крестьянами, ремесленниками или мелкими служилыми людьми — например, стрельцами или казаками, которые как раз и носили кольчуги. Географически фамилия рассредоточена, но заметный след оставила в центральных областях России и Поволжье, где в XVII веке активно селились служилые люди «по прибору».

Любопытная деталь: в некоторых диалектах «колчуга» означала не только доспех, но и... колючку, репей. Если прозвище дали от этого значения, то предок мог быть цепким, назойливым человеком или просто собирать на одежде репьи. Но основная версия — воинская, и она же самая правдоподобная: слишком уж устойчиво слово «кольчуга» в русском языке ассоциируется с защитным вооружением.