Фамилия Павлыгина — женская форма мужской фамилии Павлыгин, и в её основе лежит простое и распространённое имя Павел (от лат. paulus — «малый», «небольшой»). Однако интерес представляет не само имя, а то, как именно от него образовали фамилию. Вместо привычного суффикса -ов (Павлов) или -ин (Павлин) здесь использован более редкий суффикс -ыгин. Такая модель встречается в русских фамилиях нечасто, и обычно она указывает на севернорусское или вятское происхождение. Если разобрать слово по составу, основа «Павл-» превращается в «Павлыг-» (с добавлением -ыг-), и только потом к ней крепится стандартный фамильный суффикс -ин. По сути, Павлыгин — это вариант фамилии, возникший из уменьшительной или прозвищной формы имени Павел, которая звучала как «Павлыга» (по аналогии с Ванька — Ваныгин, Сенька — Сеныгин). Человек по прозвищу Павлыга мог быть сыном или внуком Павла, а со временем прозвище закрепилось за всей семьёй. Географически фамилия тяготеет к регионам, где были сильны старые новгородские говоры и где патронимические формы на -ыгин не были редкостью. Встречаются и варианты написания через «о» — Павлыгина, но это скорее результат бытовой неразберихи или диалектного произношения, а не отдельная ветвь. Сословного барьера у фамилии не было: Павлыгины могли быть и крестьянами, и мещанами, и священниками — всё зависело от конкретной семьи. Если сравнивать с однокоренными фамилиями (Павлов, Павлин, Павлухин, Павлычев), то Павлыгин стоит особняком из-за своей словообразовательной редкости.