Фамилия Мерлугова — редкий случай, когда в основе лежит не имя, не профессия и не внешность, а конкретный и очень узнаваемый предмет крестьянского быта. Её ядро — слово «мерлуга» (или «мерлушка»), так на Руси называли шкурку ягнёнка грубошёрстной породы овец, из которой шили тулупы и шапки. В старину говорили «мерлущатый воротник» или «мерлужья шапка». Соответственно, прозвище Мерлуга могли дать либо скорняку, выделывавшему такие шкурки, либо торговцу мехом, либо человеку, который постоянно носил шапку или полушубок из мерлушки — настолько характерную, что она стала его отличительной приметой.

Суффикс -ов- в окончании фамилии (Мерлугов) указывает на типичную русскую патронимическую модель: «чей?» — «Мерлугов сын», то есть потомок человека по прозвищу Мерлуг. Женская форма Мерлугова, таким образом, означает «дочь или жена Мерлугова». В говорах встречался и вариант Мерлугин, но фамилия с суффиксом -ов- закрепилась чаще, особенно в центральных и южнорусских регионах, где овцеводство и выделка овчин были распространённым промыслом.

Если копнуть глубже, у слова «мерлуга» есть редкое диалектное значение — так в некоторых областях называли не только шкурку, но и самого ягнёнка-сосунка. В этом случае прозвище могло быть шутливым: так могли окрестить маленького, щуплого или, наоборот, кудрявого человека. Однако версия с ремеслом выглядит убедительнее: в русской ономастике фамилии от названий материалов и продуктов труда (Скорняков, Кожевников, Тулупов) встречаются часто, и Мерлугов стоит в одном ряду с ними.

География фамилии неширокая — Мерлуговы встречаются в основном в Поволжье, на Урале и в Сибири, куда переселенцы из центральных губерний принесли свой говор и промыслы. В дореволюционных метрических книгах фамилия фиксируется в основном среди крестьян и мещан, что подтверждает её «ремесленное» происхождение. Дворянских родов с такой фамилией не известно — это верный признак того, что предки её носителей были людьми трудовыми, а не служилыми.