Фамилия Патыгин — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу фамилии, почти наверняка связано с особенностями речи. В русских говорах, особенно северных и вологодских, глагол «патыкать» означал «заикаться, запинаться при разговоре». Человека с такой речевой манерой могли прозвать Патыга — от «патыкать» по той же модели, что «заика» от «заикаться». Суффикс -ин в фамилии указывает на принадлежность: «чей?» — патыгин, то есть сын или потомок Патыги.

Словообразовательная цепочка здесь прозрачнее, чем у многих фамилий. Основа «патыг-» не имеет ничего общего с «патока» или «паты» (сленговое «отец»), хотя такие догадки иногда возникают у носителей фамилии. Подтверждение версии находим в ономастических работах: В. А. Никонов в «Словаре русских фамилий» прямо связывает Патыгина с диалектным «патыкать». Б. О. Унбегаун в «Русских фамилиях» не выделяет этот корень отдельно, но относит подобные модели к группе, образованной от прозвищ по физическому или речевому недостатку.

Географически фамилия тяготеет к северо-востоку Европейской России. По данным переписей и архивов, Патыгины встречались в Вятской, Пермской и Вологодской губерниях. Это косвенно подтверждает диалектную природу прозвища: именно в этих краях «патыкать» было обиходным словом. В XIX веке носители фамилии числились в основном среди государственных крестьян — не крепостных, а лично свободных земледельцев, что типично для поморских и приуральских территорий.

Интересная деталь: в некоторых говорах «патыга» могло означать не только заику, но и человека, который «тыкается», то есть суетится без толку, мечется. Если это так, то прозвище могло описывать не речевой дефект, а беспокойный, суетливый характер. Но основная версия — речевая — остаётся главной, поскольку глагол «патыкать» в значении «запинаться» зафиксирован в диалектных словарях гораздо шире.