Фамилия Алтухова образована от мужского имени Алтуха. Имя Алтуха — это народная, бытовая форма канонического имени Евстихий. Греческое имя Евстихий означало «счастливый» или «меткий», но в повседневной речи на Руси оно претерпело сильные фонетические изменения. Конечное «-ий» отпало, начальный слог «Ев-» заменился на «Ал-» (в некоторых говорах — на «Ан-»), а греческую букву «ипсилон» после «т» стали передавать через «у». Так из Евстихия получилось сначала Алтуха, а затем и фамилия Алтухов.

Само имя Евстихий рано вышло из употребления, поэтому исходная форма неочевидна. Но словообразовательная модель здесь простая: к основе Алтух- добавили суффикс -ов, указывающий на принадлежность. Изначально Алтухов — это «сын Алтухи» или «потомок Алтухи». Фамилия закрепилась в мужском роде как Алтухов, а женская форма Алтухова — это вариант для замужней женщины или вдовы.

В говорах имя Алтуха могло закрепиться именно в тех областях, где «акали» и меняли начальные слоги. Поэтому фамилия встречается преимущественно в центральных и южных регионах России. В некоторых случаях возможна и другая версия происхождения: от прозвища Алтуха, связанного с диалектным словом «алтын» (старая монета в три копейки). Но для фамилии Алтухова версия с церковным именем Евстихий считается более убедительной, так как она опирается на регулярные фонетические переходы, описанные в ономастике.