Фамилия Залыбин образована от прозвища Залыба. Скорее всего, так называли человека с заметным дефектом речи — картавого или шепелявого. В северных и сибирских говорах слово «залыбать» означало «заикаться, говорить невнятно, с трудом произносить звуки». Прозвище могло закрепиться за человеком, который говорил медленно, растягивая слова, или, наоборот, «глотал» окончания. Такие именования, построенные по модели «основа прозвища + суффикс -ин», широко представлены в ономастике восточных, западных и южных славян. Славянские фамилии возникали от личного прозвища или от имени — христианского или языческого.

Суффикс -ин в фамилии Залыбин указывает на принадлежность: «чей?» — сын Залыбы. Это типичная патронимическая модель для северных и центральных областей России, где фамилии на -ин так же распространены, как на -ов. В отличие от фамилий на -ов, которые чаще образовывались от названий профессий или качеств, оканчивающихся на твёрдый согласный, прозвища на -а (как Залыба) давали форму на -ин.

Есть и другая, менее вероятная версия. В некоторых говорах «залыба» могло означать «человек с большим лбом» (от «лыб» — лоб). Но связь с речевым недостатком надёжнее: именно глагол «залыбать» фиксируется в диалектных словарях, а прозвища по особенностям речи давали часто и охотно. Фамилия редкая, географически привязана к северу Европейской России и Уралу — областям, где сохранились архаичные говоры. Встречается она и в Сибири, куда переселенцы унесли её с собой в XVII–XVIII веках.