Фамилия Лобынева — женская форма фамилии Лобынев, и её происхождение стоит искать в прозвище или имени дальнего предка. Основа фамилии — «лобын» или «лобыня». Скорее всего, это диалектное слово, которое в русских говорах имело значение «большая голова» или «лобан» — человек с крупным, выпуклым лбом. Такие прозвища были распространены на Руси: по характерной внешней черте давали фамилии Лобанов, Лобов, Лобачёв. Лобынев — из того же ряда, но с менее частотным суффиксом -ын-.

Суффикс -ев в фамилии Лобынев указывает на притяжательное значение: «чей?» — Лобынев, то есть сын или потомок Лобыни. Модель образования типична для русских фамилий XVI–XVII веков, когда прозвища и мирские имена превращались в наследственные родовые именования. Встречается фамилия преимущественно в центральных и северных областях России, особенно в Вологодской и Архангельской губерниях, где диалектные формы слов с корнем «лоб» сохранялись дольше.

Есть и другая, менее вероятная версия: происхождение от глагола «лобызать» (целовать). Тогда Лобыня — ласкательное прозвище для ласкового или общительного человека. Однако в этом случае ожидалась бы форма Лобызаев или Лобызин, а не Лобынев. Фонетически и исторически версия с «лбом» убедительнее: от «лоб» через уменьшительную или усилительную форму «лобыня» (как «голыня» от «голый»).

Ономастический словарь Б. Унбегауна не фиксирует фамилию Лобынев отдельно, но относит её к типичным образованиям от прозвищ по внешности. Известных носителей фамилии в истории немного — она оставалась крестьянской и мещанской, не попав в дворянские родословные книги. Встречается также вариант написания Лобынёва (с буквой ё), но ударение в обоих случаях падает на второй слог: Лобы́нева.