Фамилия Чухрайова — женская форма фамилии Чухрайов, и её разбор стоит начать с редкого суффикса. В русской ономастике распространены модели на -ов/-ев и -ин, но -ов с предшествующим -ай встречается нечасто. Это указывает на то, что основа фамилии — прозвище или имя, образованное с помощью суффикса -ай, который в русских говорах придавал слову оттенок просторечия или пренебрежения. Например, от глагола «чухрать» (драть, чесать, теребить) или «чухрить» (ерошить, взлохмачивать) могло возникнуть прозвище Чухрай — «тот, кто чухрает», то есть человек с неопрятным видом, лохматый, или же тот, кто занимается грубой работой вроде трепания льна. Другая версия, менее вероятная, связывает основу с диалектным «чухра» — так в некоторых областях называли чурку или обрубок дерева; тогда Чухрай могло быть прозвищем плотника или дровосека.

Географически фамилия Чухрайова и её мужской вариант Чухрайов тяготеют к южнорусским и украинским территориям. Встречается она в Воронежской, Ростовской областях и на Кубани, что подтверждает связь с диалектной лексикой южного наречия. В украинском языке слово «чухрати» означает «чесать, скрести», и там же есть фамилия Чухрай, а форма Чухрайов — результат обрусения украинской основы: к прозвищу Чухрай добавили русский суффикс принадлежности -ов. То есть предок носительницы фамилии мог быть выходцем с Украины или из пограничных русских губерний, где смешивались говоры.

Интересно сравнить Чухрайова с однокоренными фамилиями — Чухров, Чухрин, Чухраев. У Чухрайова суффикс -ай делает её более редкой и указывает на прозвищное происхождение, а не на отчество от крестильного имени. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные модели с -ай (Толмай, Болтай) отмечены как характерные для прозвищ, часто ироничных. Таким образом, Чухрайова — фамилия, которая говорит о бытовом прозвище предка: скорее всего, его называли Чухраем за внешность или манеру работы. Сословно она могла принадлежать крестьянам или казакам, но точных данных о дворянстве нет — фамилия не фиксируется в родословных книгах.

В написании встречается вариант с одной «о» на конце — Чухрайова, хотя по правилам русского языка фамилии на -ов в женском роде пишутся через -а (Чухрайова). Ошибки вроде «Чухраева» возможны из-за схожести с более распространённой фамилией Чухраев, но корень у них разный: в Чухраеве основа Чухрай, а в Чухраеве — Чухрай без суффикса -ов. Для носительницы фамилии это важный маркер: правильное ударение падает на второй слог — Чухра́йова.