Основой фамилии Малыгаев послужило мирское имя Малыга (Малыгай). Мирское имя Малыга (Малыгай) было образовано от прилагательного «малый» и указывало на небольшие размеры новорожденного. Не исключено, что имя Малыга (Малыгай) закрепилось за самым младшим ребенком в семье. Согласно другой гипотезе, фамилия Малыгаев восходит к прозвищу Малыгай, которое указывало на особенности внешности человека, а именно на невысокий рост. Таким образом, потомок человека, обладающего именем Малыга (Малыгай), со временем получил фамилию Малыгаев.