Фамилия Модыгина — женская форма, а её мужской вариант, Модыгин, образован по типичной русской модели с суффиксом -ин. Этот суффикс указывает на принадлежность: Модыгин буквально значит «сын Модыги» или «человек из рода Модыги». В основе лежит прозвище или нецерковное имя Модыга.

Само слово «модыга» в русских говорах имеет несколько значений, и все они связаны с характером или поведением человека. В большинстве диалектов (особенно северных и сибирских) «модыга» — это человек медлительный, копотливый, который делает всё не спеша и основательно, иногда до назойливости. В других говорах так называли капризного, привередливого или плаксивого человека. Есть и более редкое значение — «модыга» могла означать нечто изогнутое, кривое, но в прозвищах это почти не встречается.

Скорее всего, первого носителя прозвища Модыга окрестили за его медлительность или, наоборот, за излишнюю требовательность. Такие прозвища в крестьянской среде были обычным делом: они точно и ёмко описывали человека, а затем закреплялись за его потомками как фамилия. Фамилия Модыгин не относится к числу знатных или дворянских — её корни уходят в среду простых людей, ремесленников или крестьян.

Интересно, что фамилия Модыгин встречается в основном в центральных и северных регионах России — в Вологодской, Кировской, Архангельской областях. Это подтверждает диалектную природу основы. Редкость фамилии (она не входит в сотни самых распространённых) говорит о том, что прозвище Модыга не было повсеместным, а бытовало локально. В отличие от фамилий вроде Медведев или Кузнецов, Модыгин сохраняет связь с местным говором, и её носители могут проследить свои корни до конкретных деревень Русского Севера.

В ономастике фамилия Модыгин не получила широкого разбора, но её типологически относят к группе фамилий от прозвищ, образованных от глагола «модеть» (медлить, томиться). Споров о происхождении почти нет: версия с диалектным «модыга» — самая прямая и надёжная.