Фамилия Шлегин — редкий случай, когда основа почти наверняка не славянская, а немецкая, но оформлена она по русской модели. Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Шлегин, то есть сын или потомок человека по прозвищу Шлега. В русской ономастике так образовывали фамилии от основ на -а, -я (ср. Пушкин от Пушка, Ильин от Илья). Но если Пушка — прозвище, то Шлега — скорее всего, искажённая немецкая фамилия или прозвище.

Корень «шлег» ведёт к немецкому Schlegel — молот, кувалда, а также крюк для подвешивания мяса. В немецком языке это слово дало фамилию Шлегель (Schlegel), известную и в России среди поволжских немцев, переселенцев XVIII–XIX веков. При адаптации на русской почве окончание -ель могло отпасть или редуцироваться в -ег, отсюда Шлег, а затем с русским суффиксом — Шлегин. В пользу этой версии говорит и то, что фамилия Шлегин встречается в регионах бывшей немецкой колонизации: в Саратовской, Волгоградской областях, а также в Сибири, куда немцев ссылали или переселяли.

Есть и более прозаичное объяснение: Шлегин — вариант фамилии Шлегель, где -ин появился по аналогии с русскими фамилиями от прозвищ. То есть предок мог быть немцем по фамилии Шлегель, которого в документах записали как Шлегин, подогнав под привычную модель. В любом случае, носитель фамилии Шлегин с высокой вероятностью происходит из среды российских немцев — ремесленников, кузнецов или мясников, ведь Schlegel — инструмент именно этих профессий. Другие версии, связывающие фамилию со славянским «шлегать» (бить, хлестать), выглядят натянутыми: такого слова в русских говорах не зафиксировано, а фамилия слишком редка, чтобы предполагать независимое славянское происхождение.