Фамилия Логиинов — редкий случай, когда написание расходится с произношением и историей. На слух она неотличима от распространённой фамилии Логинов, но двойное «и» в корне — не ошибка и не опечатка, а сознательная фиксация старой формы. В дореформенной орфографии имя Логгин (от латинского Longinus — «длинный») писалось через два «г», а в просторечии звучало как «Логин». При образовании фамилии по модели «чьи?» — «Логиновы» — двойная согласная исчезла, но в редких случаях, особенно в купеческой или духовной среде, где следили за грамотностью, сохраняли и «гг», и, как в этом варианте, удвоенное «и» на стыке корня и суффикса.

Основа фамилии — каноническое крестильное имя Логгин. В святцах оно связано с несколькими раннехристианскими мучениками, в том числе с сотником Лонгином, который, по преданию, пронзил копьём ребро распятого Христа. В народе имя быстро утратило книжное «гг» и превратилось в Логин, а фамилия стала одной из самых частых на Русском Севере и в Сибири. Вариант Логиинов встречается значительно реже и указывает на то, что предки носителя либо принадлежали к грамотному сословию (приказчики, священники, учителя), либо фамилия была записана в метриках с буквальным переносом церковного произношения: «Логгин» → «Логгиинов».

Словообразовательная модель проста: суффикс -ов присоединён к полной форме имени Логии(н). Удвоение «и» — следствие того, что основа заканчивалась на гласный, и при добавлении суффикса его не редуцировали, а оставили как есть. Такой приём характерен для фамилий, образованных от имён на -ий, -ия (например, Иллиодоров, но не от Логина). По сути, Логиинов — это архаичная, «буквоедская» запись, которая со временем закрепилась в документах и стала самостоятельной фамилией.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где была сильна старообрядческая или церковная традиция письма: Вологодская, Архангельская области, а также Забайкалье. В современных списках Логииновых — единицы, и каждый случай, скорее всего, восходит к одному небольшому роду, где написание передавалось по наследству без изменений. Никакой другой смысловой нагрузки, кроме указания на имя предка, фамилия не несёт. Это не прозвище, не ремесло, а чистая патронимия, застывшая в редкой орфографической форме.