Фамилия Серюбина — яркий пример того, как старинное русское нецерковное имя или прозвище превратилось в родовое имя. В её основе лежит имя Серюба (или Серюб), которое, скорее всего, является уменьшительно-ласкательной формой от одного из крестильных имён: Серафим или Сергей. В народной среде было принято укорачивать полные имена, добавляя к корню суффиксы -юб-, -юш-, -ут-: так из Сергея получался Сергун, Серёга, а из Серафима — Серафимка, Сера. Форма Серюба могла возникнуть как ласковое обращение к ребёнку, где корень «Сер-» соединился с древним суффиксальным элементом, придающим именам «домашний» оттенок.

Суффикс -ин в фамилии указывает на модель образования, типичную для центральных и северных регионов России: «чей?» — «Серюбин», то есть сын или потомок человека по имени Серюба. Такие фамилии чаще всего встречались в крестьянской и мещанской среде, где отчество на -ин было нормой. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые образовывались от основ на твёрдый согласный, -ин присоединялся к основам на -а/-я, что и произошло с именем Серюба.

Менее вероятная, но возможная версия связывает фамилию с прозвищем Серюба, которое могло относиться к внешности или характеру человека. В говорах слово «серый» имело не только цветовое значение, но и переносное — «неприметный», «простой», «бедный». Прозвище Серюба могло закрепиться за человеком скромного нрава или небогатого происхождения. Однако в пользу именинной версии говорит то, что суффикс -юба в старых русских именах (например, Любава, Милюта, Серюта) был продуктивным именно при образовании уменьшительных форм от крестильных имён.

Встречаемость фамилии Серюбина невысока, что указывает на её локальный характер. Очаги бытования, скорее всего, находятся в областях, где были распространены фамилии на -ин, — это Вологодская, Архангельская, Костромская губернии, а также Поволжье. В современных справочниках фамилия фиксируется как редкая, что делает её носителей хранителями узкой, почти утраченной традиции именования.