Фамилия Панагина — женская форма, а её основа, мужская фамилия Панагин, образована по самой распространённой в русском языке модели: от личного имени или прозвища через суффикс -ин. В данном случае корень восходит к греческому имени Панагиос (Πανάγιος), что значит «всесвятой» — эпитет, обычно относившийся к Богородице. В православной среде это имя бытовало в просторечии как Панаг или Панага, а от него уже образовали отчество-фамилию: «чей?» — Панагин, то есть «сын Панаги».

Интересно, что основа фамилии нехарактерна для русской почвы: в крестьянской среде греческие имена в полной форме встречались редко, чаще их адаптировали. Панагин — скорее фамилия духовного сословия или потомков выходцев из южнорусских и украинских земель, где влияние греческой культуры было сильнее (например, через монастыри или торговые пути). Встречаются однокоренные варианты — Панагов, Панагопуло (с типичным греческим суффиксом), но Панагин — именно русская переработка, где греческое окончание отброшено, а добавлен славянский суффикс принадлежности.

Суффикс -ин указывает на то, что фамилия закрепилась в северных и центральных регионах России (для юга и запада типичнее -ов/-ев). Однако географическая привязка неоднозначна: в переписных книгах XVII–XVIII веков Панагины встречаются в основном среди посадских людей и однодворцев, а не в боярских списках. Это говорит о недворянском происхождении — скорее всего, предок был священником (от греческого имени) или ремесленником.

В современном восприятии фамилия звучит как редкая и книжная, с оттенком церковной старины. Никаких «известных носителей» в энциклопедиях не зафиксировано, что подтверждает её локальный характер — она существовала в узком кругу семей, не выходя в широкую историю.