Фамилия Подулыбин — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, сохранилось почти без изменений, а суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Подулыбин, то есть сын или потомок Подулыбы. Основа здесь — нестандартное прозвище, образованное от глагола «дуть» с приставкой по-: подуть. Второй корень «лыб» — та же основа, что и в слове «лыбиться» (улыбаться, скалиться). В старых говорах «лыба» означало рот, губы, иногда — насмешливую или кривую улыбку. Таким образом, «подулыба» — человек, который подул в губы, надул щёки, возможно, с пренебрежительным оттенком: пустозвон, хвастун, тот, кто говорит с напускной важностью.

Словообразовательная модель редкая: приставка по- + корень лыб- + окончание -а. Такие прозвища давали по характерному действию или повадке. В отличие от фамилий на -ов, которые чаще образовывались от полных имён или названий профессий, -ин в Подулыбине прямо указывает на прозвище предка: «Подулыба» — так называли конкретного человека, а его дети стали Подулыбиными.

В ономастических справочниках эта фамилия не упоминается в перечне распространённых, и в исторических документах встречается редко. Скорее всего, она возникла в северных или центральных губерниях России, где сохранялись диалектные формы глаголов. Параллельные варианты — Подулыбов (с суффиксом -ов) — могли появиться позже под влиянием канцелярской унификации, но исходная форма на -ин считается более архаичной.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Улыбин, Лыбин, Лыбкин — показывает, что корень «лыб» в прозвищах встречался, но редко. Подулыбин стоит особняком из-за приставки, которая придаёт действию завершённость или оттенок однократности. Вероятно, прозвище закрепилось за человеком, который имел привычку надувать щёки или говорить с напыщенным видом, а потом перешло в фамилию без изменений.

Никаких известных носителей фамилии в крупных энциклопедиях не зафиксировано, что типично для редких прозвищных фамилий, не связанных с дворянскими родами или известными династиями.