Фамилия Серобабины — редкий случай, когда прозвище, от которого она произошла, с большой вероятностью принадлежало женщине, а не мужчине. В основе лежит украинское прозвище Серобаба, где «серій» означает не только «серый» в прямом смысле, но и «бледный», «невыразительный», «однообразный», а также «необразованный», «малокультурный». Вторая часть — «баба» — прямо указывает на женщину.

Словообразовательная модель проста и прозрачна: к основе Серобаба добавили типичный русский патронимический суффикс -ин, который отвечает на вопрос «чей?» и означает «сын такого-то» или «потомок такого-то». То есть Серобабин — это буквально «сын Серобабы». Такой тип фамилий широко распространён в России, но здесь интересен именно женский след: чаще фамилии образовывали от имён или прозвищ отцов, а тут основой стало прозвище матери.

Кого именно могли называть Серобабой? Версий несколько. Первая: так говорили о женщине, которая постоянно ходила в серой, невзрачной одежде — отсюда и цветовая ассоциация. Вторая, более глубокая: прозвище могло указывать на умственную ограниченность или простоту женщины, поскольку «серый» в переносном смысле означало «тёмный», «неучёный». Третья версия, менее очевидная, связывает прозвище с однообразием и скучностью характера — «серая» личность, ничем не примечательная.

В украинской среде, где слово «серій» звучало естественно, такое прозвище могло закрепиться за конкретной женщиной, а её сын уже получил фамилию Серобабин. Позже, при русификации окончаний или при переезде в великорусские земли, форма закрепилась в современном виде. О точном времени возникновения говорить сложно: процесс формирования фамилий у славян растянулся на столетия, и пик его пришёлся на XVI–XVII века, но региональные варианты могли появляться и позже.

Стоит отличать Серобабиных от похожих фамилий вроде Сероглазовых или Сероштановых — там основа указывает на внешность самого носителя, а здесь прозвище перешло от матери к детям. Это делает фамилию своеобразным памятником не только языку, но и социальной истории: она фиксирует, что в патриархальном обществе женщина могла получить устойчивое прозвище, которое затем определило родовое имя потомков.