Фамилия Кулугин — редкий случай, когда географический ключ к происхождению лежит почти на поверхности. В первую очередь она отсылает к реке Кулуге, левому притоку Иртыша. В прошлом в тех краях стояла одноимённая деревня, а значит, первым носителем фамилии мог быть человек, пришедший с берегов этой реки или живший в поселении при ней. Такой тип фамилий — «по местности, из которой человек родом» — в русской традиции встречается постоянно, но Кулугин выделяется тем, что его основа не имя и не прозвище, а конкретный топоним.

Словообразовательная модель проста: суффикс -ин указывает на принадлежность. В древнерусском языке это означало «сын такого-то» или «человек из такого-то места». Если бы основой было имя Кулуга, фамилия звучала бы так же, но имя с таким корнем в святцах не встречается, зато река Кулуга существует до сих пор. Правдоподобнее всего считать, что Кулугин — это «тот, кто с Кулуги».

Есть и вторая, более спорная версия, которую иногда приводят в любительских словарях: от тюркского слова «кулуг» — «раб, слуга». Но в русской ономастике такие прямые заимствования без посредства прозвища или имени редки. Если бы основа была тюркской, мы бы скорее ждали фамилию Кулугов — с суффиксом -ов, типичным для фамилий от тюркских корней. Суффикс -ин характерен для исконно русских образований от слов женского рода или от названий рек, что делает версию с рекой Кулугой убедительнее.

В документах фамилия встречается с XVII века. В переписных книгах Тобольского уезда за 1623–1624 годы упоминаются крестьяне Кулугины — что логично, учитывая сибирскую географию основы. Сословно это были в основном государственные крестьяне и казаки, никакого дворянского или купеческого следа у Кулугиных нет. Фамилия осталась локальной, не разошлась широко по России, и сегодня её носители чаще всего встречаются в Омской, Тюменской областях и в Алтайском крае — то есть там же, где течёт та самая Кулуга.