Фамилия Костомыгина — редкий образец русской фамилии, построенной не на отчестве или профессии, а на метком прозвище, в основе которого лежит бытовой конфликт или насмешка. Разбираем её по частям: корень «косто-» (от «кость») и вторая основа «мыг-» (от «мыкать», «мытарить» — в старых говорах «мыгать» означало «шататься, слоняться без дела, испытывать нужду»). Буквально прозвище Костомыга могли дать человеку, который «мыкает кости» — либо нищему, перебивающемуся с хлеба на воду и обгладывающему объедки, либо, что вероятнее, скупому и прижимистому хозяину, который считает каждую кость в супе и не даёт лишнего куска.

Суффикс «-ин» указывает на принадлежность: Костомыгина — жена или дочь Костомыги. Такая модель типична для северных и центральных областей России, где фамилии на «-ин» часто образовывали от прозвищ, оканчивающихся на согласный. В южных и западнорусских землях чаще встречался бы вариант Костомыгин, но женская форма Костомыгина закрепилась в документах как наследуемая, а не как указание на пол носителя.

У фамилии нет связи с костюмом или одеждой — это ложная этимология. В говорах слово «костомыга» фиксируется в значении «скряга, крохобор» (сравните с диалектным «костогрыз» — тот, кто грызёт кости, бедняк). Вероятно, прозвище возникло в крестьянской или мещанской среде, где скупость или бедность становились поводом для яркого, порой обидного прозвища, которое затем закреплялось за родом.

Встречается фамилия крайне редко, преимущественно в документах XIX — начала XX века из Вологодской и Архангельской губерний, что подтверждает её северное происхождение. Никаких знатных родов или известных исторических личностей с такой фамилией не зафиксировано — это фамилия простого люда, сохранившая в себе память о хлестком народном слове.