Фамилию Ляляина чаще всего объясняют через женское имя Ляля — ласковую форму от целого ряда имён: Елена, Ольга, Евлалия, Акулина, а также от редкого имени Лалия (в святцах — мученица Лалия). Уменьшительное «Ляля» в русских семьях было универсальным обращением к ребёнку, особенно к девочке, и не всегда привязывалось к конкретному полному имени. Поэтому прозвище Ляля могли дать и взрослому человеку — за мягкость, детскую внешность или привычку сюсюкать.

По модели образования фамилия Ляляина — типичная «матчество», то есть фамилия по матери. Суффикс -ин указывает на принадлежность: чья? — Ляляина, то есть дочь или жена Ляли. Такие фамилии в русской традиции возникали, когда женщина оставалась главой семьи (вдова) или её имя было более употребительным, чем имя мужа. Впрочем, в быту «Ляля» могло быть и мужским прозвищем, и тогда фамилия образована от отца Ляли — но для мужского варианта характерно окончание -ин (Ляляин), а женская форма Ляляина закрепилась в документах как исходная, если запись шла по матери.

Географически фамилия редкая, встречается в основном в центральных и северных областях России — в Вологодской, Костромской, Ярославской губерниях, где были сильны традиции нецерковных имён и прозвищ. В этих краях «ляля» в местных говорах означала ещё и «кукла», «игрушка» — отсюда прозвище могли дать мастеру, делавшему кукол, или человеку, которого сравнивали с куклой за нарядность или хрупкость.

Спорных версий практически нет: корень прозрачен, а альтернативная связь с тюркским «ляля» (дядя по отцу, наставник) для русской фамилии маловероятна — такое заимствование не фиксируется в северных говорах. Фамилия Ляляина — живой пример того, как ласковое домашнее имя, не попавшее в святцы, могло стать официальной фамилией целого рода.