Фамилия Малмыгин происходит от прозвища Малмыга. Самое правдоподобное объяснение связывает его с рыбой мальмой — представителем семейства лососёвых, из рода гольцов. Прозвище могли дать заядлому рыболову или, что не менее вероятно, любителю блюд из этой рыбы. Мальма водится в северных реках и на Дальнем Востоке, поэтому географически фамилия должна была возникнуть в местах, где эту рыбу хорошо знали и ловили — в Сибири или на побережье Тихого океана.

Словообразовательная модель типична для русских фамилий: к основе прозвища Малмыг- добавился суффикс принадлежности -ин. Формально это указание на родство: «чей?» — Малмыгин, то есть сын или потомок Малмыги. Фамилия закрепилась в северных и сибирских регионах, где рыбный промысел был основой хозяйства. Встречается она и в форме Малмыгины — как обозначение целого рода или семьи.

Другие версии происхождения менее убедительны. Связывать прозвище с топонимом Малмыж (город в Кировской области) можно, но тогда логичнее была бы фамилия Малмыжский или Малмышев. Исходное слово «малмыга» в диалектах могло означать и «неповоротливый человек», но эта гипотеза слабее: она не объясняет, почему прозвище дали именно по такому корню, а не по более распространённым «медведь» или «увалень».

Точное время возникновения фамилии Малмыгин установить сложно — процесс формирования фамилий у крестьян и промысловиков растянулся на несколько столетий и завершился в основном к XIX веку. Однако ясно, что перед нами не случайное сочетание звуков, а фамилия, прочно связанная с бытом и занятиями предков — скорее всего, рыбаков или жителей рыбных рек.