Фамилия Мадлин — редкий случай, когда внешне славянская форма на -ин скрывает корни, уводящие в Западную Европу. В русской ономастике суффикс -ин обычно указывает на принадлежность: «чей?» — Мадлин значит «сын или потомок Мадлы». Но вот с именем Мадла всё не так просто. В славянском именослове такого имени нет, зато оно встречается у народов, испытавших влияние немецкой культуры.

Скорее всего, основа Мадл — это адаптация немецкого имени Madel, сокращённой формы от Magdalena (Магдалина). В немецких диалектах, особенно в Прибалтике и у поволжских немцев, имя Мадлен или Мадель превращалось в Мадл. Отсюда один шаг до фамилии: в остзейских губерниях или немецких колониях в России фамилия Мадлин могла появиться как русифицированная форма немецкой фамилии Madlin или Madling. Суффикс -ин добавили уже на русской почве, когда записывали «немца Мадла» в ревизские сказки.

Вторая, менее вероятная версия — связь с тюркским словом «мад» (медь) или «мадлы» (медный). Но против неё говорит география: фамилия Мадлин встречается в основном на западе России, в Беларуси и на Украине, где тюркское влияние было слабее немецкого. К тому же фамилии от названий металлов обычно образовывались через прозвища (Медник, Медяник), а не через основу «мад».

Есть и третий вариант: фамилия могла возникнуть как описка или переосмысление фамилии Мадлен или Мадленов, которую приносили французские гувернёры или переселенцы. В XIX веке французское Madelin в русских документах нередко записывали на слух как Мадлин, а затем закрепили через суффикс -ин.

Таким образом, носитель фамилии Мадлин с высокой вероятностью имеет предков из числа остзейских немцев, немецких колонистов или, реже, потомков французов, переселившихся в Российскую империю. Фамилия эта — не древнерусская, а «пришлая», но за столетия бытования в русской среде она стала звучать как своя.