Фамилия Штыгайло звучит непривычно для русского уха — и это первый ключ к её происхождению. Она образована по белорусской или польской модели с суффиксом -айло (в польском написании -ajło). В славянской ономастике такие суффиксы характерны для прозвищ, часто с экспрессивным, иногда ироничным оттенком. Основа фамилии — штыг- — восходит к польскому слову sztygać или sztygować, что значит «колоть», «тыкать», «подгонять». В говорах так могли называть человека, который постоянно подкалывал, задирал или был колким на язык. В переносном смысле — едкий, язвительный.

Вторая, менее вероятная версия связывает корень с немецким Stich (укол, стежок) или Steiger (горный мастер). Через польское посредничество слово могло попасть в речь шахтёров или ремесленников, и тогда прозвище Штыгайло мог получить человек, работавший с острыми инструментами — портной, сапожник или рудокоп. Но первое объяснение встречается в ономастических работах чаще, поскольку суффикс -айло активно использовался именно для личных прозвищ по поведению (сравните: ломайло, лягайло, кричило).

Географически фамилия привязана к западу Беларуси и востоку Польши. Встречается в Гродненской и Брестской областях, а также в Подляском воеводстве. В русских переписях она редка и обычно указывает на миграцию из белорусско-польского пограничья. Сословно носители фамилии в XIX веке чаще всего были крестьянами или мещанами — шляхетских родов с таким окончанием почти не зафиксировано.

Написание фамилии устойчивое, без вариантов вроде Штыгайло/Штыгайла — в документах встречается исключительно в мужской форме на -о. Это типичная белорусская фамилия, которая не склоняется по падежам в русском языке, если речь о женщине (Анна Штыгайло), и склоняется как существительное второго склонения для мужчин (у Петра Штыгайлы).