Фамилия Детюхина — женская форма фамилии Детюхин, и её разбор стоит начать не с корня, а с редко встречающегося суффикса -ихин. В русской ономастике суффикс -ихин (как и его мужской вариант -ихин) указывает на принадлежность к роду через женскую линию: «сын или дочь той, кого звали Детюха». Такая модель характерна для северных и сибирских говоров, где фамилии на -ихин встречаются чаще, чем в центральной России. Сама основа — Детюх — это прозвище или неканоническое имя, образованное от слова «детюха» или «деть».

В диалектах русского языка «детюха» — это не просто ребёнок, а скорее молодой, неопытный парень, подросток, иногда с оттенком пренебрежения или жалости. Слово родственно «детёныш», «дитя», но в уменьшительно-уничижительной форме. Прозвище Детюха могли дать младшему сыну, позднему ребёнку или человеку, который долго оставался по-мальчишески наивным. Встречается и другая, менее вероятная версия: от глагола «деть» (куда-то деть) — так могли прозвать растяпу или того, кто вечно терял вещи, но она не подкрепляется устойчивой диалектной лексикой.

С географической точки зрения фамилия Детюхин (и Детюхина) локализуется в основном в Вологодской и Архангельской областях, что подтверждает северное происхождение суффикса. В документах XVII–XVIII веков встречаются крестьяне и посадские люди с таким прозвищем — например, в переписных книгах Устюжского уезда. Важно: фамилия не имеет отношения ни к дворянским родам, ни к духовенству — это типичная крестьянская фамилия, образованная от уличного прозвища, а не от крестильного имени.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями (Деткин, Деточкин, Детков), то Детюхин стоит особняком именно из-за суффикса -юх-, который придаёт основе просторечный, даже фамильярный оттенок. В говорах суффикс -юх- часто использовался для образования имён с экспрессией: Ванюха, Петюха, Митюха. Соответственно, Детюха — это не столько «ребёнок», сколько «малыш» или «парнишка» с оттенком ласки или снисхождения. Таким образом, фамилия Детюхина буквально означает «принадлежащая роду того, кого в деревне звали Детюхой».