Прозвище Сухомлин восходит к аналогичному слову — диалектному названию ветряной мельницы. Очевидно, основатель рода Сухомлиновых был мельником или жил неподалёку от мельницы. По другой версии, человек получил прозвище Сухомлин за какое-либо сходство с мельницей, например, тот, кто при ходьбе сильно размахивал руками (наподобие мельничных лопастей). Таким образом, потомок человека, обладающего прозвищем Сухомлин, со временем получил фамилию Сухомлинова.