Фамилия Дмитрюха образована от просторечной формы церковного мужского имени Дмитрий (церковная форма — Димитрий). Это имя греческого происхождения: оно означает «принадлежащий Деметре» — древнегреческой богине земледелия и плодородия. В русском языке имя Дмитрий было одним из самых распространённых, поэтому его народные варианты дали жизнь десяткам фамилий.

Разбираем словообразовательную модель. Основа фамилии — усечённая форма имени Дмитр-, к которой добавлен суффикс -юх-. Этот суффикс характерен для украинской и южнорусской традиции. Он образует экспрессивные, разговорные варианты имён: не Дмитрий, а Дмитрюха. Такие формы часто закреплялись за человеком в быту, а затем переходили в фамилию. По сути, Дмитрюха — это «сын Дмитрия» или просто «человек по прозвищу Дмитрюха».

Географически фамилия тяготеет к южным и западным регионам бывшей Российской империи. Следы фамилии Дмитрюха встречаются в украинских переписях, в Белоруссии и в южных областях России. Это объясняется тем, что суффикс -юх- как раз распространён в украинском и белорусском языках, а в северных великорусских говорах чаще использовали суффиксы -к- или -ов-.

В ономастических трудах эта модель описана. Например, Б. Унбегаун в «Русских фамилиях» отмечает, что фамилии на -юха (как и на -юк) особенно характерны для Украины и указывают на происхождение от личного имени. Сравните с однокоренными Дмитрюков (с суффиксом -ов) или Дмитрюк (с суффиксом -юк). Дмитрюха стоит в этом ряду как самая разговорная, «домашняя» форма.

Кем могли быть предки? Скорее всего, это крестьяне или мещане. В дворянской среде такие просторечные формы в качестве фамилий практически не встречались — там предпочитали канонические Дмитриевы или Дмитриевские. А вот в крестьянской среде прозвище Дмитрюха могло закрепиться за человеком, чтобы отличать его от других Дмитриев в деревне: «это Дмитрюха, а вон тот — Дмитро». Позже, при массовом закреплении фамилий в XIX веке, прозвище стало наследственным.

Таким образом, фамилия Дмитрюха — яркий пример того, как церковное имя через народную обработку превратилось в устойчивый родовой знак. Она говорит о географических корнях семьи (юг, Украина, Белоруссия) и о социальном происхождении — скорее всего, из крестьян или мещан.