Фамилия Брюхнов образована от прозвища Брюхний, которое восходит к нарицательному «брюхо» — то есть большой живот. Прозвище могли дать человеку с заметной полнотой, но не только: в диалектах «брюхо» иногда означало «утроба», «нутро», и прозвище могло указывать на обжору, любителя плотно поесть или на того, кто живет в достатке, «сыто». Со временем прозвище закрепилось за потомками как фамилия.

Фамилия Брюхнов — типичная русская патронимическая модель на -ов, означающая «сын Брюхнего». Это одна из самых распространенных словообразовательных схем в России, особенно в северных и центральных губерниях. Редкость фамилии в том, что её основа — не имя, а яркое бытовое прозвище, которое в документах XV–XVII веков встречалось нечасто, поскольку несло откровенно телесную характеристику.

Стоит сравнить Брюхнова с однокоренными фамилиями: Брюханов, Брюхов, Брюшинкин. Все они происходят от одного корня, но различаются суффиксами. Брюхнов — самая «прямая» форма: без уменьшительных суффиксов, с простым присоединением -ов. Это говорит о том, что прозвище Брюхний бытовало как самостоятельное, а не как производное от Брюхан или Брюхо.

Искать носителей фамилии сегодня стоит в Поволжье и на Урале: по данным открытых телефонных справочников, Брюхновы чаще всего встречаются в Пермском крае, Свердловской и Нижегородской областях. Это косвенно указывает на возможную колонизацию этих земель выходцами из северных русских княжеств, где прозвища с телесными признаками были особенно живучи.