Фамилия Авдюхов — один из тех случаев, когда за привычным суффиксом -ов кроется не церковное, а домашнее, бытовое имя предка. В основе фамилии лежит имя Авдюх — уменьшительная, разговорная форма крестильного имени Авдий. Древнееврейское имя Овадья, от которого всё пошло, означает «слуга Бога», и в русской традиции его давали в честь библейского пророка. В просторечии имя Авдий (он же Авдей) обросло множеством ласковых и обиходных вариантов: Авдюха, Авдюш, Авдюня. От них и пошли фамилии Авдюхов, Авдюшин, Авдюнин.

Модель образования простая и типичная для восточнославянских земель: суффикс -ов — это бывшее отчество, буквально «сын Авдюха». Такая форма закрепилась в XVI–XVII веках, когда фамилии только складывались у крестьян и посадских людей центральных и северных регионов России. На юге и западе чаще встречается вариант Авдюхин — с другим патронимическим суффиксом, но с той же основой.

Интересно, что фамилия Авдюхов встречается заметно реже, чем Авдеев, хотя корень у них один. Причина в разнице между письменной и устной традицией: имя Авдей в документах чаще фиксировали в полной, церковной форме, а Авдюх оставался в бытовом, устном обиходе. Поэтому Авдюховы — это потомки тех, кого в семье и в деревне звали ласково или пренебрежительно Авдюхой, тогда как Авдеевы вели род от официального имени. Ономаст Б. Унбегаун в своём словаре русских фамилий относит Авдюхова к группе фамилий, образованных от уменьшительных форм канонических имён, что было особенно характерно для крестьянской среды.

Географически фамилия тяготеет к центральным и поволжским регионам. В переписях XVII века Авдюховы встречаются среди крестьян и посадских людей в Костромском и Ярославском уездах. Род занятий предков, скорее всего, был связан с земледелием или ремеслом — никаких указаний на дворянское происхождение у этой фамилии нет, она оставалась в простонародной среде.