Фамилия Антюхин ведет начало от имени Антюха — уменьшительной формы крестильного имени Антоний (в быту чаще Антон). Греческое слово «антео», лежащее в основе этого имени, означает «вступать в бой, состязаться». Так что предок носителя фамилии мог получить имя Антюха как ласковое или обиходное прозвище, а его потомки со временем закрепили за собой фамилию по отцу: «чей?» — Антюхин.

Модель образования здесь типична для русских фамилий на -ин: суффикс указывает на принадлежность к роду человека по имени Антюха. Такая форма характерна для северных и центральных областей России, где фамилии на -ин особенно распространены. В отличие, скажем, от фамилий на -ов, которые чаще встречаются в южных регионах.

Стоит обратить внимание, что имя Антюха — не единственная уменьшительная форма от Антона. От него же образованы Антохин, Антошин, Антонов. Но Антюхин выделяется чередованием «н» → «т» в корне: Антон → Антюха. Это не ошибка письма, а живой диалектный или разговорный вариант, когда звук «н» перед «т» упрощался или вытеснялся. Такое чередование встречается и в других фамилиях, например, Митюхин от Дмитрий.

География фамилии Антюхин в основном связана с центральными и южными губерниями России, особенно с Курской, Воронежской и Тамбовской областями. Встречается она и на Украине, где могла возникнуть независимо от русского варианта, но с тем же корнем. Социальный состав носителей фамилии был разным: среди Антюхиных встречались и крестьяне, и мещане, и духовенство, но однозначной сословной привязки нет.

Если говорить о спорных версиях, то иногда фамилию пытаются связать с тюркским словом «ант» (клятва) или с диалектным «антюха» (неповоротливый человек). Но эти гипотезы слабые: первая не объясняет суффикс -юх- (типичный для русских уменьшительных форм), вторая — не подтверждена источниками. Правдоподобнее всего — происхождение от имени Антон.