Фамилия Мамулина — женская форма, мужской вариант — Мамулин. В её основе лежит прозвище или нецерковное имя Мамуля. Слово «мамуля» в русских говорах имело два основных значения: ласковое обращение к матери (отсюда же «мамулечка») и, реже, прозвище изнеженного, избалованного человека, «маменькиного сынка». Какое из значений легло в основу фамилии, зависит от конкретной семьи.

Словообразовательная модель типична для восточнославянских фамилий: суффикс -ин указывает на принадлежность («чей?»). Мамулин — «сын Мамули», «потомок человека по прозвищу Мамуля». Фамилии на -ин в основном образовывались от основ на -а/-я, в отличие от -ов/-ев, которые крепились к основам на согласный. Это одна из самых распространённых моделей в России, особенно в северных и центральных регионах.

Интересно, что фамилия Мамулин (и Мамулина) встречается в нескольких удалённых друг от друга областях, что говорит о независимом возникновении в разных местах. Например, она фиксируется в старых переписях Воронежской губернии, а также на Урале и в Сибири среди переселенцев. Это не фамилия одного «гнезда», а скорее цепочка случайных совпадений: в каждой местности свой Мамуля дал начало своему роду.

Менее вероятная, но возможная версия связывает фамилию с диалектным словом «мамула» — так в некоторых говорах называли рыбу (например, уклейку или мелкую плотву). В этом случае прозвище мог получить рыбак или человек с какой-то внешней чертой, напоминающей эту рыбу. Однако эта версия уступает первой по распространённости: прозвища от родственных связей (мать, отец, дед) в русской антропонимии встречаются гораздо чаще, чем «рыбные».

Фамилия Мамулина не относится к числу редких, но и массовой её не назвать. Она не имеет дворянского или книжного происхождения — это чисто народная фамилия, возникшая в крестьянской или мещанской среде. Её носительницы могут с равной вероятностью оказаться потомками и воронежских крестьян, и уральских мастеровых.