Фамилия Паюнина образована от прозвища или мирского имени Паюня. Её основа восходит к слову «пай» — часть, доля. Прозвище Паюня могли дать человеку, который получал свою долю при дележе, например, в крестьянской общине, или тому, кто сам распределял паи. В северных и сибирских говорах «паюнить» означало «делить, наделять долей», так что носитель фамилии мог быть либо участником передела земли, либо человеком, следившим за справедливым разделом.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Паюнина — «дочь или жена Паюни». Такая модель типична для русских фамилий, образованных от личных прозвищ на -а/-я. В старину Паюней могли назвать и ребёнка, родившегося в год неурожая, когда каждый кусок был на счету, — имя-оберег, чтобы доля не обошла его стороной.

Встречается версия, что фамилия связана с диалектным «паюс» — рыбья икра в плёнке, но это менее вероятно: прозвище Паюня от «паюс» означало бы торговца или любителя икры, однако в русской ономастике такие параллели редки. Обычно фамилии на -уня (Паюня, Малюня, Кривуня) образуются от глаголов или существительных с уменьшительным оттенком, а не от названий продуктов.

Географически фамилия Паюнина встречается в основном в Поволжье и на Русском Севере — в Архангельской, Вологодской и Кировской областях. Это согласуется с земледельческим прошлым: именно там общинное землепользование и переделы паёв были особенно распространены. В документах XVII–XVIII веков крестьяне с таким прозвищем фиксировались в писцовых книгах как «Паюня Иванов сын» или «Паюнка», что позже закрепилось в фамилии.

Мужской вариант — Паюнин — встречается чаще, но женская форма Паюнина не редкость, особенно в семьях, где фамилия передавалась по материнской линии или через брак. В современной России фамилия остаётся малочисленной, что говорит о её локальном происхождении: предки, вероятно, жили в одном уезде или волости, не расселяясь широко.