Фамилия Павлюнин — редкий пример того, как одно и то же имя может дать жизнь нескольким совершенно разным фамилиям. В её основе лежит имя Павел, но не напрямую, а через уменьшительную форму Павлюня. Такая форма характерна для западных и южных русских говоров, а также для украинского и белорусского языков, где суффикс -юн- передаёт ласкательный или просторечный оттенок. Павлюней могли называть младшего сына, подростка или просто человека с мягким характером.

Словообразовательный ключ — суффикс -ин. В русской модели фамилий на -ин указывают на принадлежность: «чей сын?» — Павлюнин, то есть сын Павлюни. Это типичная «патронимическая» фамилия, но с нестандартной основой. Если бы форма была Павлюнов, она бы указывала на украинскую или польскую традицию, где притяжательность передаётся через -ов. Павлюнин же — явный великорусский вариант, закрепившийся в тех регионах, где имя Павел переиначивали на местный лад.

Географически фамилия тяготеет к Псковской, Смоленской, Брянской областям, а также к северу Украины. В этих краях имя Павел в устной речи давало множество производных: Павлюк, Павлюта, Павлюня. Фамилия Павлюнин могла возникнуть независимо в разных сёлах, но её носители — почти наверняка крестьяне или однодворцы. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано: слишком просторечная основа, чтобы попасть в гербовники.

Любопытно, что фамилия могла быть и прозвищной. В некоторых говорах «павлюня» — не только человек по имени Павел, но и прозвище для того, кто ходит с важным видом, «павлинится». Однако эта версия менее вероятна: связь с церковным именем Павел прослеживается чётче. Так или иначе, Павлюнин — фамилия, которая сохранила в себе живую народную речь, где полное имя сокращали до уютного и домашнего звучания.