Фамилия Сухомлин (а также её форма Сухомлины) образована от личного прозвища Сухомля, которое восходит к прилагательному «сухой». В диалектах и народной речи это слово имело два основных значения: «худой, тощий» и «бесчувственный, суровый». Поэтому прозвище могли дать либо очень худощавому человеку, либо тому, кто казался окружающим чёрствым и жёстким по характеру. Потомки человека с таким прозвищем со временем получили фамилию Сухомлин.

Словообразовательная модель здесь простая и типичная для восточнославянских фамилий: к основе прозвища Сухомля добавляется патронимический суффикс -ин, указывающий на принадлежность: «чей-то сын», «чей-то потомок». Такой же суффикс мы видим в фамилиях Ильин, Путятин, Репин — он один из древнейших в русской ономастике. Форма Сухомлины — это уже множественное число, которым в старой русской традиции обозначали весь род или семью целиком: «Сухомлины» значит «род Сухомлиных».

Интересно, что корень «сух-» в прозвищах был довольно продуктивен. От него пошли не только Сухомлины, но и Сухановы, Сухоруковы, Сухоносовы. Однако именно форма Сухомля встречается реже, что делает фамилию заметной на фоне однокоренных. Вероятно, прозвище имело не только внешнюю характеристику, но и могло отражать манеру поведения: «сухой» человек — сдержанный, не склонный к проявлению эмоций.

О точном месте и времени возникновения фамилии говорить сложно: процесс формирования русских фамилий растянулся на несколько столетий, с XV по XVII век, и в разных регионах шёл неравномерно. Сухомлины встречаются и в южнорусских землях, и в казачьей среде, что неудивительно: прозвища, дававшиеся по внешности или характеру, были универсальны и не привязаны к одному сословию. Крестьянин, посадский человек или служилый — любой мог получить прозвище Сухомля.

Тем не менее фамилия Сухомлин — это не просто бытовое прозвище, а памятник славянской народной культуры, сохранивший в себе живую наблюдательность предков, которые умели одним метким словом охарактеризовать человека. То, что фамилия дожила до наших дней, говорит о её прочном укоренении в русском именослове.