Фамилия Мылыгина — женская форма фамилии Мылыгин, и её разбор стоит начать с мужского варианта. Мылыгин — это типичная русская фамилия с суффиксом -ин, который указывает на принадлежность: «чей?» — Мылыгин, то есть сын или потомок Мылыги. Такая модель образования характерна для фамилий, произошедших от прозвищ или личных имён, оканчивающихся на -а/-я.

Основа фамилии — прозвище Мылыга. В русских говорах слово «мылыга» имеет несколько значений, и все они связаны с действием «мылить» — намыливать, тереть мылом. В переносном смысле так могли называть человека, который много и старательно трёт, моет, скребёт, например, банщика или прачку. Однако есть и другая, более живая версия: «мылыга» — это тот, кто «мылит шею», то есть бранит, журит кого-то, или, наоборот, сам постоянно пристаёт с нравоучениями. В некоторых диалектах «мылыга» означала «проныра», «льстец», «подлиза» — человек, который умело добивается своего через угодничество.

Таким образом, предок Мылыгиных мог быть либо трудолюбивым банщиком или прачкой, либо человеком с непростым характером — въедливым, навязчивым или хитрым. Географически фамилия тяготеет к северным и центральным областям России, где слово «мылыга» бытовало в крестьянской среде. Встречаются её следы в Вологодской, Архангельской, Костромской губерниях — в зоне бытования северорусских говоров.

В написании фамилии есть одна особенность: ударение в форме Мылыгина падает на второй слог — Мылы́гина. Это отличает её от фамилий, образованных от слова «мыло» с ударением на первый слог (например, Мылов). Ошибки в произношении встречаются, но диалектная память фамилии подсказывает именно такой акцент. Среди других однокоренных фамилий — Мыльников, Мылов, Мылкин — Мылыгин стоит особняком из-за суффикса -ыг-, который придаёт прозвищу оттенок уменьшительности или пренебрежительности.