Фамилия Чемухова — женская форма фамилии Чемухов, и её разбор стоит начать с суффикса. Формант -ов- указывает на типичную русскую патронимическую модель: фамилия образована от имени или прозвища предка по мужской линии. В основе лежит слово «чемух» — это не имя в церковном календаре, а скорее прозвище, которое могло возникнуть из диалекта или профессиональной среды.

Самая вероятная версия связывает основу с диалектным «чемуха» — так в ряде русских говоров (особенно северных и сибирских) называли чемерицу, ядовитое растение, а также человека, который неосторожно с ним обращался или сам был «горьким», «ядрёным» на характер. В словаре Даля «чемуха» — это именно чемерица, а «чемух» — тот, кто её собирает или использует в знахарстве. Предок с таким прозвищем мог быть травником, знахарем или просто человеком с резким, «жгучим» нравом — метафора от растения переходила на человека.

Менее распространённая, но возможная версия — от древнерусского имени Чемех (или Чемух), которое фиксируется в исторических документах как уменьшительная форма от Чемеслав или Чемешка. Однако для фамилии Чемухов такая гипотеза слабее: основа «чемух» не встречается в известных ономастиконах как самостоятельное каноническое имя, а прозвищное происхождение для русских фамилий на -ов типичнее.

Фамилия Чемухова встречается преимущественно на юге России и в Поволжье, особенно в Воронежской и Ростовской областях. Это указывает на то, что прозвище могло закрепиться в среде крестьян или однодворцев — сословий, где прозвища по растениям и бытовым приметам были распространены. Сословной принадлежности дворян с такой фамилией в документах не прослеживается: Чемуховы — скорее крестьянский или мещанский род, что подтверждается и отсутствием фамилии в родословных книгах.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Чемехов, Чемодуров — показывает, что основа «чемух» стоит особняком. Если Чемехов, вероятно, восходит к тюркскому «чеме» (мера сыпучих тел) или диалектному «чемех» (неуклюжий человек), то Чемухова жёстко привязана к русскому ботаническому корню. Это делает фамилию редкой и узко локальной — её носители, скорее всего, потомки тех самых знахарей или травников из чернозёмных губерний.