Фамилия Залыгаева — женская форма мужской фамилии Залыгаев, и её происхождение стоит искать в прозвище, которое было дано предку. Основа фамилии — слово «залыга», которое в русских говорах означало лгуна, вруна, обманщика. Корень здесь тот же, что и в глаголе «лгать»: приставка «за-» и чередование согласных г/ж дают слово «залыга» — «тот, кто залгался, начал врать». Вероятно, прозвище было ироничным или предупредительным: так могли назвать болтливого человека, которого не стоило принимать всерьёз, либо, наоборот, хитрого и изворотливого.

Суффикс «-ев» в фамилии указывает на принадлежность: Залыгаев — сын Залыги. Такая модель образования типична для русских фамилий, особенно в северных и центральных губерниях, где прозвища на «-ыга» встречались чаще. В словаре Б. Унбегауна подобные фамилии (например, Залыгин, Залгаев) относятся к группе, образованной от прозвищ с яркой отрицательной или шутливой окраской. Фамилия Залыгаева — редкая, и её география, скорее всего, ограничена несколькими регионами, где сохранился этот диалектный корень.

Есть и другая, менее вероятная версия: в некоторых говорах «залыга» могло означать не только лгуна, но и человека, который «залыгает» — то есть задерживается, мешкает. Однако основное значение словаря Даля и областных словарей XIX века однозначно связывает слово с обманом. Поэтому первая версия остаётся основной.

Носители фамилии Залыгаева, вероятно, происходят из крестьянской или мещанской среды, где прозвища были особенно живучи и часто переходили в фамилии без изменений. Никаких дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано — это «народная» фамилия, возникшая в среде, где меткое слово ценилось выше благозвучия.