Фамилия Мадюдин — редкий случай, где форма на -ин обманчива. На первый взгляд она кажется типичной «матронимой» (от женского имени Мадя), но на деле её основа — мужское имя, а суффикс указывает на иной способ образования.

Корень фамилии — Мадюд-. Это вариант крестильного имени Матфей (от древнееврейского «дар Яхве»), который в русской народной среде давал множество уменьшительных форм: Матюха, Матюша, Мадя, Мадюта, Мадюд. Форма Мадюд (с ударением на последний слог) — результат диалектного смягчения и перестановки звуков, характерный для северных и сибирских говоров. Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Мадюдин, то есть «сын Мадюда».

Вторая, менее вероятная версия связывает фамилию с татарским или тюркским именем Мадюд (возможный вариант Мадьют), которое могло попасть в русскую среду через смешанные браки в Поволжье или Приуралье. Однако для такой гипотезы нет устойчивой топонимической привязки: фамилия Мадюдин не сконцентрирована в татарских регионах, а разбросана точечно — в Тверской, Вологодской областях и на Урале.

Ономастический словарь Б. Унбегауна не фиксирует Мадюдина в перечне типично матронимических фамилий (вроде Марьин, Натальин), что косвенно подтверждает: перед нами патроним от мужского прозвища. Носители фамилии — потомки крестьян или мещан, где имя Мадюд было живым прозвищем вплоть до XVIII века, пока не закрепилось в документах как фамильное.

Написание с двойным «д» (Мадюдин, а не Мадюдин) — орфографическая особенность, возникшая из-за того, что в основе было два «д»: Мадюд + ин. Встречаются варианты Мадюдин, но они ошибочны с точки зрения словообразования.