Фамилия Афонюхины происходит от крестильного имени Афанасий. В переводе с греческого оно означает «бессмертный». В русской народной среде это имя звучало как Афоня, а уменьшительные формы — Афонюха и Афонюх — дали начало фамилии.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Афонюхин буквально значит «сын Афонюхи». Это типичная модель для русских фамилий, образованных от прозвищ и имён, оканчивающихся на -а или -я. В отличие от более распространённой фамилии Афонин (от той же основы, но с другим суффиксом), вариант Афонюхин встречается реже и имеет более выраженный севернорусский или вятский оттенок. В говорах этих регионов суффикс -юх-/-юха был особенно активен при образовании личных имён и прозвищ.

Точное время возникновения фамилии установить сложно: процесс закрепления фамилий у крестьян растянулся до XIX века. Однако можно предположить, что предки Афонюхиных были людьми из непривилегированных сословий — крестьянами или посадскими, у которых фамилии фиксировались позже, чем у дворян и духовенства. Само имя Афанасий было очень популярно на Руси, поэтому однокоренных фамилий много: Афанасьев, Афонский, Афонькин, Фонотов. Афонюхины выделяются на их фоне характерным диалектным суффиксом, который сохранился в документах и переписях.