Фамилия Мальчугова — женская форма фамилии Мальчугов, и начинать разбор стоит с мужского варианта, так как именно он хранит ключ к происхождению. Основа фамилии — слово «мальчуг», которое в русских говорах имело два основных значения. Первое, самое очевидное — уменьшительно-ласкательное от «мальчик» (мальчуган, мальчуга). В этом случае фамилия образована от прозвища, которое могли дать невысокому, юркому или молодо выглядящему мужчине, либо, по ироничной традиции, слишком серьёзному и взрослому не по годам ребёнку.

Вторая версия менее заметна, но точнее. В северных и сибирских говорах (архангельских, вологодских, вятских) «мальчуг» означало не просто мальчика, а мальчика-подростка, уже нанятого в работники или пастуха. Таких детей брали «в люди» с 10–12 лет. Фамилия Мальчугов могла закрепиться за семьёй, где предок в детстве нанимался пастухом или подпаском. Это не прозвище по внешности, а социальная метка по роду занятий в раннем возрасте. Подобный тип фамилий — от обозначения детского труда — встречается реже, чем прозвища по внешним чертам, и это делает версию с пастушком более ценной для историка.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую патронимическую модель: Мальчугов — сын Мальчуга. Фамилия недворянская, скорее всего, крестьянская или мещанская, и географически тяготеет к Русскому Северу и Вятке. В дореволюционных переписях Мальчуговы встречаются в Вологодской и Архангельской губерниях, что косвенно подтверждает связь с северным диалектным значением «мальчуг» как работника-подростка.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Мальчиков, Мальцев, Мальков) показывает, что Мальчугова стоит особняком. Мальцев и Мальчиков — от «малец» и «мальчик», то есть от нейтральных или ласкательных форм. Мальчугов же, с суффиксом -уг, несёт оттенок просторечия и конкретного бытового контекста. В ономастическом словаре Б. Унбегауна фамилии с таким суффиксом (ср. Голубь — Голубков — Голубушкин) рассматриваются как более поздние, образованные от экспрессивных прозвищ. Мальчугова, вероятно, оформилась как фамилия не раньше XVII–XVIII века, когда прозвища начали массово переходить в наследственные именования.