Фамилия Остудинов звучит так, будто её носитель когда-то имел дело с холодом — и это прямое указание на прозвище предка. В основе фамилии лежит глагол «остудить» (остужать, делать холодным). Суффикс -ин указывает на принадлежность: Остудин — так могли прозвать человека, и его потомки стали Остудиновыми. Прозвище могло быть связано с характером (холодный, невозмутимый человек), профессией или бытовой ситуацией.

Вероятнее всего, прозвище Остуда дали либо тому, кто работал с холодом — например, делал ледники, торговал льдом или квасил продукты в погребах, — либо человеку с «холодным» нравом, которого трудно было разозлить или который не проявлял эмоций. В русских говорах слово «остуда» означало не только охлаждение, но и прохладу, а также отчуждение, охлаждение в отношениях. Так что прозвище могло иметь и переносный смысл: «остуда» — человек, который держится на расстоянии.

Модель образования типична для северных и центральных регионов России: прозвище на -а (Остуда) плюс притяжательный суффикс -ин, означающий «сын Остуды». Фамилия встречается редко, что говорит о её локальном происхождении, возможно, в одной из деревень, где жил человек с таким прозвищем. В отличие от фамилий на -ов, которые образуются от основ на твёрдый согласный, -ин характерен для основ на -а, -я, что здесь и наблюдается.

В словарях русских фамилий (например, у Унбегауна) подобные прозвища от глаголов со значением «охлаждать» не выделяются в отдельную группу, но логика словообразования прозрачна. Если бы предок был не Остудой, а Остудилом, фамилия звучала бы как Остудилов. Встречается также вариант Остудин — без суффикса -ов, что подтверждает первичную форму прозвища. Таким образом, Остудинов — это «сын того, кого звали Остудой», и за этим стоит либо профессиональная, либо характерологическая черта предка.