Фамилия Сундырин — редкий случай, когда основа слова почти наверняка связана не с личным именем или профессией, а с географическим названием. В отличие от распространённых «Иванов» или «Кузнецов», здесь мы имеем дело с производным от топонима — названия реки, города или местности.

Самый вероятный источник — гидроним Сундырь. В Чувашии и Марий Эл протекает река Большой Сундырь, а на её берегу стоит село Большой Сундырь. По этой версии, Сундырин — это «выходец с Сундыря» или «живущий на Сундыре». Суффикс -ин в этом случае работает по той же модели, что и в фамилиях Москвин, Тверитин или Казарин: он указывает на принадлежность к месту. Человек, переселившийся из тех краёв, получал прозвище Сундыря, а его потомки становились Сундыриными.

Менее вероятна, но возможна связь с тюркским словом «сундур» или «сундыр», которое в некоторых диалектах означало «сундук» или «ларец». Тогда прозвище Сундыря мог получить сундучный мастер, торговец сундуками или просто человек плотного, коренастого телосложения — «как сундук». Однако эта версия слабее, потому что слово «сундук» в русских говорах чаще давало фамилии Сундуков, Сундучников, а форма Сундырь для тюркского заимствования нехарактерна.

География фамилии это подтверждает. Основная масса носителей Сундыриных исторически сосредоточена в Поволжье — в Чувашии, Татарстане, Нижегородской области, то есть как раз в зоне расселения чувашей и марийцев, где река Сундырь — заметный ориентир. Фамилия явно недворянская и нестарая: она сформировалась в крестьянской или мещанской среде, скорее всего, в XVIII–XIX веках, когда за выходцами из конкретных сёл закреплялись уличные прозвища.

В словообразовательном плане Сундырин стоит особняком от однокоренных Сундыревых и Сундыркиных. Форма на -ин типична для притяжательных прилагательных от основ на -а/-я (Сундыря — Сундырин), тогда как Сундырев — от основы на согласный (Сундырь — Сундырев). Встречаются оба варианта, но Сундырин распространён чуть шире, что тоже говорит о его укоренённости именно в чувашско-марийском ареале, где топонимические прозвища на -ин были нормой.