Фамилия Ялыгина — женская форма фамилии Ялыгин, а та, в свою очередь, образована от мужского прозвища Ялыга. В основе прозвища лежит слово «ялык» или «ялыга», которое в северных и сибирских говорах означало «лысуха» — водоплавающую птицу. В переносном смысле так могли назвать лысого или плешивого человека, либо того, кто носил светлый, «лысоватый» чуб. В ономастике это довольно прозрачная модель: птичьи прозвища были часты в русской деревне, и фамилия Ялыгин стоит в одном ряду с Гусевыми, Уткиными, Соколовыми, но с более узкой диалектной привязкой.

Вторая, менее вероятная версия, отсылает к тюркскому корню «ялы» — «грива», «берег», «обрыв». В таком случае Ялыгой могли прозвать человека, жившего у крутого берега или обладавшего пышной шевелюрой (по аналогии с конской гривой). Однако слово «ялыга» в значении «птица» зафиксировано в говорах Архангельской и Вологодской областей, что делает эту гипотезу более конкретной и географически привязанной.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Ялыгин — «сын Ялыги» или «человек из рода Ялыги». Такая модель типична для фамилий, образованных от прозвищ на -а/-я, и исторически была распространена на севере и северо-востоке России.

Фамилия редкая, не входит в списки самых частых русских фамилий. Её носители, скорее всего, происходят из крестьянской среды Архангельской, Вологодской или соседних губерний. Встречаются также варианты написания с одной «л» — Ялыгин, что не меняет этимологии, но может указывать на описки в документах XIX века.