Фамилия Патырина принадлежит к распространённому типу русских фамилий, образованных с помощью суффикса -ин. Этот суффикс указывает на принадлежность: Патырина — «дочь или жена Патыри». Значит, в основе лежит мужское прозвище или нецерковное имя Патыря.

Корень «патыр» в русских говорах многозначен. В тверских и псковских диалектах «патыра» — это палка, дубина, иногда так называли неуклюжего или грубоватого человека. В северных говорах (архангельских, вологодских) «патырить» означало «медленно идти, тащиться», а «патыра» — медлительный, неповоротливый человек. Таким образом, прозвище Патыря мог получить либо силач, ходивший с дубиной, либо, наоборот, человек нерасторопный и тяжелый на подъём.

Есть и другая, менее очевидная версия. В некоторых областях «патыр» — это диалектное название растения, похожего на папоротник, или же заросли, чаща. В таком случае прозвище могло закрепиться за жителем лесистой местности. Но правдоподобнее всё же связь с человеческими качествами: прозвища по внешности или характеру давали чаще, чем по месту жительства.

Фамилия Патырина — женская форма. Мужской вариант — Патырин. В старину, если главу семьи звали Патыря, его сыновья становились Патыриными, а дочь или жена — Патыриной. В документах фамилия встречается с XVII века, в основном на севере и северо-западе России: в Вологодской, Архангельской и Новгородской губерниях. Это подтверждает диалектную привязку: именно там слово «патыра» было в ходу.

С точки зрения словообразования фамилия проста и прозрачна. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые образовывались от основ на согласный, суффикс -ин крепился к основам на -а/-я. Патыр-я плюс -ин дало Патырин. Никаких редких чередований или усечений здесь нет — типичная севернорусская модель. Сравните с однокоренными, но редкими фамилиями Патырев или Патыркин — они могли возникнуть от тех же корней, но в других говорах или с другим суффиксом.

Встречаемость фамилии невысокая. Сегодня Патырины живут в основном в центральных и северных областях России, но численно фамилия остается малораспространенной. Это не мешает ей быть ярким маркером диалектной и бытовой истории: за ней стоит не книжное имя святого, а живое прозвище, которое дали предку за его манеру ходить, характер или силу.