Фамилия Брюханцов образована по одной из самых распространённых восточнославянских моделей — от прозвища через суффикс -ец и притяжательный суффикс -ов. Основа здесь — слово «брюхан» или «брюхач», то есть человек с большим, заметным животом. В древнерусском языке «брюхо» означало не только часть тела, но и живот как символ сытости, достатка, а иногда и лени. Прозвище Брюхан могли дать либо полному, упитанному человеку, либо, в ироничном ключе, тому, кто любил плотно поесть. От этого прозвища сначала возникла форма Брюханец — «сын Брюхана» или «маленький Брюхан», а затем уже через суффикс -ов закрепилась фамилия Брюханцов, то есть «принадлежащий к роду Брюханца».

Интересно, что в русских говорах слово «брюхан» имело и более конкретное значение: так могли называть не просто толстяка, а человека с большим, отвислым животом, иногда с оттенком пренебрежения. Однако не стоит думать, что прозвище было оскорбительным — в крестьянской среде, где худоба часто ассоциировалась с бедностью и недоеданием, полнота могла считаться признаком здоровья и зажиточности. Таким образом, предок-носитель фамилии мог быть вполне уважаемым человеком, возможно, купцом, мельником или просто крестьянином, которому везло с урожаем.

Фамилия Брюханцов встречается в основном в центральных и южных регионах России, особенно в Рязанской, Тамбовской и Воронежской областях. Это указывает на то, что прозвище бытовало в среде великорусского крестьянства, а фамилия закрепилась сравнительно поздно — не ранее XVII–XVIII веков, когда массово оформлялись фамилии у непривилегированных сословий. География подсказывает, что род мог происходить из районов черноземья, где хлебосольство и плотное телосложение не были редкостью.

Словообразовательная цепочка «брюхо → брюхан → Брюханец → Брюханцов» не единственная в своем роде: по такому же принципу возникли фамилии Брюханов, Брюхов, Брюхачев. Разница в том, что Брюханцов — патроним от уменьшительной или «сыновней» формы, что делает её более конкретной: она указывает не просто на потомка Брюхана, а на потомка Брюханца, то есть, вероятно, младшего или менее значительного члена рода. В старых документах, например, в переписных книгах, можно встретить запись «Ивашка Брюханец», от которой и пошла фамилия.

Если искать однокоренные фамилии, то Брюханцов стоит в одном ряду с такими редкими вариантами, как Брюханцев (с окончанием -ев, что возможно при мягкой основе) или Брюханчиков (с уменьшительным суффиксами). Однако именно форма на -цов характерна для северо-восточных и центральных говоров, где суффикс -ец давал при склонении форму -ца, а затем фамилия строилась через -цов. Эта деталь — ключ к региональной привязке: Брюханцовы — скорее всего, выходцы из зоны рязанско-владимирского диалекта.