Фамилия Комелягина — женская форма фамилии Комелягин, а та, в свою очередь, восходит к прозвищу Комеляга. В основе лежит диалектное слово «комель» — нижняя, прилегающая к корню часть дерева, а также толстый конец бревна. В разных русских говорах «комелястый» означало «неуклюжий, грубый, коренастый» — так могли прозвать человека плотного телосложения, медлительного или неловкого в движениях. Суффикс -яг- в прозвище (как в словах «бродяга», «растяпа») придаёт оттенок просторечной, бытовой характеристики.

Модель образования фамилии — притяжательное прилагательное с суффиксом -ин: Комелягин буквально значит «сын Комеляги» или «принадлежащий Комеляге». Этот суффикс был типичен для северных и центральных областей России, где фамилии на -ин встречаются особенно часто. В отличие от более южных фамилий на -ов, здесь основой выступает слово, оканчивающееся на -а, что сразу указывает на прозвищное происхождение.

В ономастике есть и другая версия: «комель» в некоторых регионах называли часть плуга или сохи — деревянную деталь, к которой крепился лемех. Тогда Комелягой могли прозвать крестьянина, который делал такие детали, или просто хозяина, чья работа была связана с пахотой. Однако первое, антропоморфное толкование — по внешнему признаку — встречается в источниках чаще.

Фамилия редкая, её географическая привязка неочевидна, но по типу суффикса можно предположить, что корни у неё в северных или центральных губерниях — Архангельской, Вологодской, Костромской. Встречается также вариант Комелягин с ударением на второй слог, что не меняет смысла. В дореволюционных переписях Комелягины могли быть как крестьянами, так и ремесленниками — прозвище не несёт сословной окраски, а описывает человека через его облик или занятие.