Фамилия Мамырина образована от имени Мамыра — просторечной, обиходной формы мужского имени Мамыр. В основе лежит арабское или тюркское слово, которое переводится как «спокойный», «благодатный», «мирный». Имя Мамыр и его производные до сих пор встречаются в Казахстане, Киргизии и Туркмении, что указывает на восточные корни фамилии.

Фамилия построена по самой распространённой в русском языке модели: к основе Мамыр- добавился суффикс -ин, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Мамыры). Такой способ образования типичен для фамилий, возникших в среде, где смешивались славянские и тюркские традиции: прозвище или имя отца становилось наследственным родовым именем. В отличие от фамилий на -ов, суффикс -ин чаще присоединялся к основам, оканчивающимся на -а или -я, поэтому форма «Мамырин» (а не «Мамыров») закономерна.

Среди носителей фамилии — Борис Александрович Мамырин (1919 г.р.), российский учёный, член-корреспондент РАН. Его основные труды связаны с динамической масс-спектрометрией и изотопным анализом, а также с проблемой фундаментальных физических констант. Эта научная ветвь рода — лишь одно из возможных направлений, по которому разошлись потомки человека по имени Мамыр.

Точное место и время возникновения фамилии Мамырина можно установить только через углублённые генеалогические изыскания. Однако ясно, что её появление — результат длительного процесса адаптации восточного имени в русской языковой среде, скорее всего, на территориях, где веками соседствовали славянские и тюркские народы.