Фамилия Вычугин образована от прозвища или мирского имени Вычуга. Основа здесь — глагол «вычугать» или «вычугивать». В разных говорах у этого слова несколько значений, и все они дают представление о том, кем мог быть первый носитель фамилии. В вятских и пермских говорах «вычугать» — значит выгнать, выпроводить, иногда с бранью. Прозвище Вычуга могли дать человеку, который часто выгонял скот, занимался перегоном или просто был сварливым, «выгоняющим» из дома. Другое, более мирное значение — «вычучивать», то есть выдумывать, прихотничать, модничать. В этом случае Вычугой называли чудака, привереду или того, кто любил щегольнуть необычной одеждой.

Словообразовательная модель фамилии типична для русского Севера и Поволжья. Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Вычугин, то есть сын или потомок Вычуги. В этой части России, особенно в Вятской, Пермской и Костромской губерниях, фамилии на -ин от прозвищ на -а, -я встречаются чаще, чем в центральных областях. Сейчас фамилия Вычугин — редкая, её географическая привязка остаётся в тех же регионах: Кировская область, Удмуртия, Пермский край.

Похожая по корню фамилия — Вычугов (с суффиксом -ов), но она встречается реже. Иногда путают с фамилией Вычужанин, которая образована от названия жителя по реке Вычегде. Но Вычугин — это именно прозвищная фамилия, не топонимическая.

Версия о связи с белорусским или украинским «вычуга» (выдумка, каприз) возможна, но маловероятна: основная масса носителей сосредоточена на русском Северо-Востоке, где диалектная база прозвища хорошо документирована. Так что, скорее всего, предок Вычугиных был либо пастухом-выгонщиком, либо местным чудаком-модником — в любом случае, человеком, который выделялся действием или характером.