Фамилия Устюжинов — редкий случай, когда географическое название сохранилось в почти неизменном виде, но с неочевидным суффиксом. В основе лежит название города Устюжна (ныне в Вологодской области) или, реже, Великого Устюга. Но если бы фамилия просто указывала на выходца из этих мест, мы бы имели дело с формой Устюжский или Устюгов. Вместо этого перед нами суффикс -ин, который в русских фамилиях чаще всего присоединяется к существительным, обозначающим людей или животных: «чей?» — отцов, дядин, соколин. Устюжинов — это «чей?» — сын Устюжина. А Устюжин — это уже прозвище или именование человека по месту жительства: «устюжский житель» в местном говоре могло звучать как «устюжин» (человек из Устюжны).

Таким образом, цепочка выстраивается так: сначала появилось прозвище Устюжа (житель Устюжны) или прилагательное устюжинский, потом от него образовалась фамилия Устюжин (как Иванов от Ивана), а уже от неё — патронимическая форма Устюжинов, то есть «потомок Устюжина». Такая модель (Устюжин → Устюжинов) встречается реже, чем прямая (Устюжин), и говорит о том, что основатель рода мог носить фамилию Устюжин, а его дети и внуки уже стали Устюжиновыми, следуя общей тенденции XVI–XVII веков добавлять суффикс -ов/-ев к фамилиям на -ин для ясности родства.

Носители фамилии Устюжинов почти наверняка происходят из северных и центральных губерний России — Вологодской, Новгородской, Ярославской. Устюжна была известна как центр железоделательного промысла (Устюженский край славился мастерами-кузнецами и оружейниками), поэтому вполне вероятно, что предки Устюжиновых были ремесленниками, связанными с обработкой металла, или крестьянами, переселившимися в другие места и получившими прозвище по родному городу. В отличие от фамилий на -ский (Устюжский), которые чаще носили дворяне или духовенство, Устюжинов — типичная крестьянская или посадская фамилия, образованная по простой и понятной модели: «чей?» — от прозвища по месту жительства.