Фамилия Логунин образована от имени или прозвища Логуня, и её происхождение уходит корнями в несколько возможных источников. Самая прямая версия: Логуня — это производная, обиходная форма крестильного имени Лонгин (или Логгин). Само имя Лонгин восходит к римскому слову longus, что значит «длинный», а в переносном смысле — «высокий». Эту версию поддерживает и то, что модель «имя + суффикс -ин» — одна из самых распространённых в русских фамилиях: она указывает на принадлежность «сыну Логуни».

Менее вероятно, что в основе фамилии лежит не имя, а прозвище. Например, от глагола «логозиться» — то есть капризничать, упрямиться, ссориться. В этом случае Логуней могли прозвать заядлого спорщика или неуживчивого человека. Есть и третья, бытовая версия: от нарицательного «лог» — «широкий овраг, ущелье, поросшее травой». Тогда прозвище Логуня могло закрепиться за человеком, жившим у такого оврага или в низине.

Из трёх объяснений первое — именное — выглядит наиболее правдоподобным, поскольку фамилии на -ин от имён на -а/-я в русской традиции встречаются чаще, чем прозвищные. Тем не менее, в конкретном случае нельзя исключать и региональную подоплёку: в северных и волжских говорах слово «лог» и его производные были особенно распространены, так что фамилия могла закрепиться и по месту жительства. В любом случае, потомок человека по имени или прозвищу Логуня со временем получил фамилию Логунин.