Фамилия Путырина — женская форма, а её мужской вариант — Путырин. Эта фамилия образовалась от прозвища или мирского имени Путыря. В основе лежит слово «путырь» — так в русских говорах называли пузырь, нарыв, волдырь, а также нечто вздутое и круглое. В переносном смысле Путырём могли прозвать капризного, обидчивого человека, который «надувается» как пузырь по любому поводу. Есть и другая, менее распространённая версия: в некоторых диалектах «путырь» означало «путо», то есть верёвку для связывания ног скота, и тогда прозвище мог получить пастух или тот, кто вязал путы.

Модель образования типична для северных и центральных областей России. Суффикс -ин указывает на принадлежность: Путырин — это «сын Путыри» или «человек из рода Путыри». Интересно, что в отличие от фамилий на -ов, которые чаще образовывались от полных форм имён, фамилии на -ин активно возникали от прозвищ и обиходных имён, особенно в Новгородских и Вятских землях. Поэтому географически фамилия Путырин встречается в основном в Вологодской, Кировской, Архангельской областях и в Пермском крае — там, где диалектное слово «путырь» было в ходу.

У фамилии есть редкая особенность: ударение в ней может падать как на первый слог (Пу́тырин), так и на второй (Путы́рин). Первый вариант ближе к исходному прозвищу (Пу́тыря), второй — к современному произношению, которое часто смещает ударение на суффикс. В письменных источниках XVIII–XIX веков встречается и написание «Путыркин» — от уменьшительного «Путырка», что говорит о том, что прозвище было нередким и давалось не только взрослым, но и детям.

Среди однокоренных фамилий — Путырский, Путырёв, Путыркин. Все они восходят к тому же корню, но различаются суффиксами, которые указывают на разные регионы и эпохи образования. Путырин — одна из самых старых форм, её фиксируют ещё в переписных книгах XVII века среди крестьян и посадских людей. Знатных родов с этой фамилией не было: предки Путыриных — в основном свободные землепашцы и ремесленники Русского Севера.