Фамилия Валогина — женская форма, а её мужской вариант — Валогин. Она образована от прозвища или имени, которое в старину звучало как Валога. По одной из версий, в основе лежит диалектное слово «валога» — так в северных и сибирских говорах называли влажность, сырость, а также топкое место, болото. Прозвище Валога могли дать человеку, жившему у болота или в сырой низине, либо тому, кто постоянно ходил мокрым, промокшим.

Вторая версия связывает фамилию с уменьшительной формой крестильного имени Валерьян или Валентин: в народной речи их могли сокращать до Валога. Такая модель образования — от разговорного варианта имени через суффикс -ин — одна из самых распространённых в русской ономастике: она указывает на принадлежность, буквально «чей?» — «сын Валоги».

Суффикс -ин в фамилиях обычно указывает на происхождение от существительных женского рода или от имён на -а/-я. Поскольку Валога — слово женского рода, фамилия Валогин (и Валогина) укладывается в эту схему. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще образовывались от мужских имён на согласный, -ин встречается реже и придаёт фамилии более древний, патронимический оттенок.

Географически фамилия Валогина встречается эпизодически, без ярко выраженного ареала. Единичные носители зафиксированы в Вологодской, Кировской областях и в Сибири — что косвенно подтверждает диалектную версию, ведь слово «валога» как раз характерно для северного наречия. В документах XVIII–XIX веков фамилия не прослеживается среди дворянства или купечества, что указывает на её крестьянские или мещанские корни: скорее всего, предки носителя фамилии были государственными или помещичьими крестьянами, жившими в нечернозёмных губерниях.

Спор между диалектной и именной версией решается в пользу первой: слишком уж конкретно значение «валога» как «сырость, болото», и оно хорошо вписывается в русскую традицию прозвищ по месту жительства. Если бы фамилия происходила от имени, мы бы ожидали более широкого распространения, а здесь она редка и локальна.