Фамилия Кольчугин — одна из тех, что хранят память о ремесле или воинском деле предков. В её основе лежит прозвище Кольчуга, которое мог получить либо мастер, ковавший доспехи, либо воин, постоянно носивший такую защиту. Кольчуга — это доспех из железных колец, металлическая сеть, спасавшая от ударов холодным оружием. В старину кольчуги делали разными: от короткой рубахи до полного хауберка, закрывавшего тело с головы до ног. Такая броня была распространена и в Европе, и в Азии — её было относительно просто изготовить: хватало нескольких килограммов железа, устройства для вытяжки проволоки и терпения для однообразной работы по плетению колец. Зато служила кольчуга почти вечно: при повреждении её чинили, вплетая новые кольца.

Фамилия образована по стандартной русской модели: к основе на твёрдый согласный (Кольчуг-) добавился суффикс -ин, указывающий на принадлежность — «чей?» — «сын Кольчуги». Такой способ формирования фамилий был особенно распространён в северных и центральных землях Руси.

О точном месте и времени возникновения фамилии Кольчугин сейчас говорить сложно. Процесс закрепления фамилий был долгим и шёл неравномерно: у крестьян и ремесленников они закрепились позже, чем у знати. Однако само прозвище Кольчуга — не редкость. Оно упоминается в исторических документах, например, в «Ономастиконе» С. Б. Веселовского: Кольчуга — это и имя, и прозвище, встречавшееся в XV–XVI веках. Это подтверждает, что фамилия могла возникнуть независимо в разных местах, а не быть единичной.

Любопытно сравнить Кольчугиных с однокоренными фамилиями: Кольчугов, Кольчужкин. Форма на -ин — самая частая, а вот Кольчугов (с суффиксом -ов) могла появиться там, где основа оканчивалась на твёрдый согласный иначе, или под влиянием местных говоров. В любом случае, все они ведут род от одного корня — кольчуги, железной рубахи, которая в древности была и защитой, и символом воинского статуса.