Фамилия Антамохина — женская форма фамилии Антамохин, которая встречается реже, чем можно было бы ожидать при таком звучном корне. Чтобы понять её происхождение, нужно отбросить суффикс -ин, типичный для русских фамилий, образованных от основ на -а, -я. Остаётся основа Антамох-.

Здесь и начинается главная загадка. Самое вероятное объяснение лежит в области народной этимологии и диалектной фонетики. Фамилия могла возникнуть как искажённая, «опрощенная» форма от канонического имени Анфим (от греческого «анфинос» — цветущий) или Автоном (греческое «самозаконный»). В русских говорах звуки легко заменялись: Анфим мог превратиться в Антюх, Антоха, а затем через прибавление суффикса -ох- (как в фамилиях Козюхин, Булохин) дать Антамохин. То есть предок носителя фамилии мог быть Анфимом или Антоном, но в быту его звали Антамохой.

Менее распространённая, но не менее интересная версия связывает фамилию с прозвищем. В некоторых севернорусских и сибирских говорах «антамоха» или «антомоха» могло означать непоседливого, суетливого человека, «муравьиную натуру» (от диалектного «антамошить» — возиться, копошиться). Сравните с однокоренными фамилиями Антомошин, Антоманов. Однако эта версия слабее: диалектное слово не зафиксировано в авторитетных словарях как широко распространённое, а имя Анфим — очень частый источник подобных трансформаций.

Географически фамилия тяготеет к центральным и южным регионам России, но не образует плотных гнёзд. Встречается в Воронежской, Тамбовской, Рязанской областях — как раз там, где жили крестьяне, чьи имена в документах могли записывать «на слух», с ошибками. Антамохин — типичный пример того, как церковное имя, пройдя через горнило народного произношения, превратилось в фамилию, звучащую совершенно по-русски, но с неочевидным греческим следом.