В основе фамилии Ломыкин лежит прозвище Ломыка, которое, скорее всего, давали по роду занятий. Глагол «ломать» в старом значении — «дробить, разделять силою» — прямо указывает на работу, связанную с размельчением чего-либо: камня, руды, дерева. Человек, ломавший что-то в ходе ремесла, получал прозвище, которое затем закреплялось за его потомками.

Впрочем, у этого прозвища есть и другие возможные толкования. Ломыкой могли назвать человека неуклюжего или, напротив, высокого и худого — по аналогии с украинским словом «ломак» (палка). Такая версия тоже имеет право на существование, хотя профессиональная мотивировка выглядит более прямой и распространённой среди русских фамилий на -ыка.

Суффикс -ин в фамилии Ломыкин указывает на принадлежность: «чей?» — сын Ломыки. Такая модель типична для прозвищ, оканчивающихся на -а или -я, и широко представлена в северных и центральных областях России.

Документы подтверждают бытование фамилии в Смоленской области: в Книге памяти упоминается Тихон Селеверстович Ломыкин, 1904 года рождения, из деревни Бывалки Ельнинского района. Встречается фамилия и в южных регионах — например, Степан Романович Ломыкин, родившийся в 1898 году в Одессе. Такая география говорит о том, что носители фамилии расселялись довольно широко, не замыкаясь в одном регионе.

Среди известных однофамильцев — Константин Матвеевич Ломыкин, народный художник Украины, живописец и график, член Одесской организации Союза Художников Украинской ССР с 1953 года. Его пример показывает, что фамилия, начавшаяся с прозвища рабочего человека, со временем может оказаться связанной с искусством и творчеством.