Фамилия Чалухин образована по одной из самых распространённых в русской ономастике моделей — с суффиксом -ин, который указывает на принадлежность. Если разобрать её по составу, основа — «Чалух», а окончание — «ин». Буквально это значит «чей?» — сын Чалуха, человек из рода Чалухов. Такая модель типична для фамилий, возникших из прозвищ или мирских имён, которые закрепились за крестьянами и посадскими людьми в XVI–XVII веках.

Корень «чал-» в русских говорах имеет несколько значений. В северных и сибирских диалектах «чалый» — масть лошади (серый с примесью другой шерсти), а «чалка» — верёвка или причальный канат. Но прозвище Чалух скорее всего связано с тюркским «чал» (седой, седина) или «чалыш» (пегий, пёстрый). В тюркских языках «чал» также означало «старик» или «мудрец». Поэтому Чалухом могли прозвать либо человека с заметной сединой, либо пёстрого, рябого, либо — по аналогии с восточными обычаями — уважаемого старца. Учитывая, что фамилия встречается в регионах с историческим татарским и башкирским влиянием (Поволжье, Урал), тюркская версия выглядит убедительнее.

Встречаются и альтернативные объяснения. В некоторых говорах «чалуха» — это вид рыбы (уклейка или мелкая плотва), а «чалить» — значит «тащить, тянуть». Однако прозвище от названия рыбы — редкость, обычно такие основы давали фамилии типа Щукин или Ершов, а не Чалухин. Версия с глаголом «чалить» (то есть «тянуть лямку») могла бы относиться к бурлаку или грузчику, но тогда ожидалась бы форма Чалов или Чалин, а не Чалухин.

Сама фамилия — довольно редкая. В дореволюционных переписях и современных справочниках она не значится среди массовых, что говорит о локальном происхождении. Скорее всего, предки Чалухиных жили в одном селе или волости, и фамилия не получила широкого распространения. По сословной принадлежности — почти наверняка крестьяне или однодворцы, так как дворянские роды с таким окончанием обычно имели другую, книжную основу.

Написание фамилии устойчивое, вариантов вроде Чолухин или Чалухын в исторических документах не зафиксировано. Это позволяет говорить, что корень не переосмысливался и не менялся под влиянием народной этимологии.