Фамилия Нелюбин образована от мирского имени Нелюб, которое давали ребенку как оберег. Родители, надеясь вырастить красивого и здорового мальчика, нарочно называли его Нелюбом, чтобы злые силы не позарились на дитя. Считалось, что такое имя отпугнет беду, и ребенок, вопреки прозвищу, вырастет желанным и любимым. Потомок человека с именем Нелюб со временем и получил фамилию Нелюбин.

Словообразовательная модель проста и типична для русских фамилий: к основе Нелюб добавили суффикс -ин, указывающий на принадлежность. Отвечает такая фамилия на вопрос «чей?» — то есть сын, внук или более дальний потомок Нелюба. По такому же принципу возникли фамилии от других охранительных имен: Некрас, Немил, Неждан. Все они — родня Нелюбину по способу образования, хотя корни у них разные.

Интересно, что имя Нелюб бытовало не только как личное, но и как прозвище. В старину нелюбом могли назвать человека угрюмого, нелюдимого или того, кто не пришелся ко двору. Поэтому у фамилии возможна и вторая, бытовая версия происхождения: от прозвища, закрепившегося за конкретным человеком. Правдоподобнее выглядит все же охранительная версия — она объясняет появление имени у младенца, тогда как прозвище чаще давали взрослому по его нраву.

В документах фамилия встречается с XVII века, в основном в северорусских землях и в Сибири, куда переселенцы уносили свои родовые прозвания. Суффикс -ин типичен для территорий, где говорили на окающих говорах, поэтому Нелюбины чаще встречаются в Вологодской, Архангельской и Вятской губерниях, чем в южных регионах. Сегодня фамилия нередкая, но и не слишком распространенная, что говорит о ее древних, но не массовых корнях.