Фамилия Астрюхина — женская форма фамилии Астрюхин. Чтобы понять её происхождение, нужно разобрать мужской вариант, который образован по русской модели с суффиксом -ин. Этот суффикс указывает на принадлежность: Астрюхин буквально значит «сын Астрюха» или «человек из семьи Астрюха». Интересно, что суффикс -ин в русских фамилиях обычно присоединялся к основам на -а или -я (сын Никиты — Никитин), но здесь он стоит после мягкого согласного «х», что для этой модели редкость и говорит о том, что прозвище Астрюх было широко употребительным и устоявшимся.

Основа фамилии — прозвище или некалендарное имя Астрюх. Его происхождение неочевидно и допускает несколько трактовок. Наиболее вероятная версия связывает его с диалектным словом «астрюга» или «острюга» — так в некоторых говорах называли острого на язык, язвительного или бойкого человека. В этом случае фамилия — из числа «характерологических» прозвищ, которые давали за особенности поведения. Основа «остр-» (острый) здесь подверглась аканию: в безударном положении «о» перешло в «а», что закрепилось на письме. Аканье — фонетическое явление, свойственное южнорусским и среднерусским говорам, и его отражение в фамилии — прямое указание на регион, где прозвище возникло.

Менее распространённая, но допустимая версия — связь с греческим именем Астерий (от «aster» — звезда) через народную переделку. В южнорусских и украинских землях греческие имена нередко адаптировались под местную фонетику, превращаясь в Астр, Астра, Астрюх. Однако эта гипотеза требует более веских доказательств, чем первая: во-первых, переход греческого «-ий» в русское «-юх» не имеет устойчивых параллелей, а во-вторых, фамилия не встречается в среде греческого духовенства или купечества, где такие имена были бы уместны.

Географически фамилия Астрюхин (и Астрюхина) тяготеет к югу России: она встречается в Воронежской, Ростовской областях, а также на Кубани. Это косвенно подтверждает версию о диалектной основе, так как аканье и слово «острюга» характерны именно для этих мест. Сословно носители фамилии, скорее всего, были крестьянами или мещанами: прозвища такого типа редко встречались в дворянской среде, где предпочитали фамилии на -ский от географических названий.

Таким образом, фамилия Астрюхина с высокой вероятностью происходит от прозвища Астрюх (Острюх), которое дали человеку с острым языком. Это нередкий случай, когда фамилия сохраняет память о характере или манере общения далёкого предка.