Фамилия Артюхина — одна из тех, что образована от просторечной формы крестильного имени. В её основе лежит имя Артюха, которое в свою очередь является производным от полных церковных имён Артемий или Артемон. Оба они греческого происхождения и несут схожий смысл: Артемий переводится как «здоровый, невредимый», а Артемон — как «невредимый». На Руси эти имена были популярны, но в народной среде они быстро обросли уменьшительно-ласкательными вариантами — Артюха, Артюша, Артемка. Именно такие формы и становились основой для фамилий простого сословия.

Фамилия Артюхина закрепилась по типичной для русской ономастики модели: к основе Артюх- добавился суффикс принадлежности -ин, указывающий на родство. Буквально фамилия означала «чей?» — сын Артюхи, потомок человека по имени Артюха. Суффикс -ин характерен для фамилий, образованных от слов, оканчивающихся на -а или -я, и в этом смысле форма Артюхина типологически близка к фамилиям Ильин, Никитин, Фомин.

Скорее всего, основатель рода Артюхиных был выходцем из простого сословия — крестьянином или посадским человеком. В крестьянской среде ребёнка редко называли полным церковным именем, чаще использовали домашние, бытовые варианты. Поэтому родители, нарекая сына Артюхой, могли желать ему стать уважаемым, здоровым и невредимым человеком — вкладывая в имя тот же смысл, что и в его полный аналог, но в более тёплой, повседневной форме. Со временем прозвище Артюха закрепилось за главой семьи, а его дети и внуки стали писаться как Артюхины.

Особенность этой фамилии — её суффикс. В отличие от более распространённых фамилий на -ов (Артёмов), форма на -ин встречается реже и часто указывает на древность рода или на северное/южное происхождение. В говорах русского Севера и некоторых областях Черноземья фамилии на -ин особенно частотны. Таким образом, география фамилии Артюхина может быть связана с этими регионами, хотя точных данных о первоначальном ареале нет.