Фамилия Дымыхин — редкий пример, когда необычное написание подсказывает правильное прочтение. Суффикс -их- в русских фамилиях обычно указывает на принадлежность к целому роду или семье: Малых, Седых, Черных. Однако в фамилии Дымыхин мы видим не стандартное окончание -их, а наращение -ин. Это значит, что в основе лежит не прозвище Дымыха (что звучало бы странно), а имя или прозвище Дымых, от которого по модели «чей?» образована фамилия: Дымых → Дымыхин.

Сам корень — дым — один из самых прозрачных в русской ономастике. Прозвище Дым или Дымок могли дать человеку смуглому, смурному, либо тому, кто жил в курной избе или работал у печи. Но форма Дымых необычна: она напоминает западнорусские или белорусские патронимы на -ых (типа Кузьмич → Кузьмихин). Возможно, Дымых — это краткая форма отчества Дымович, где -ых выступает как суффикс принадлежности: «сын Дыма». В таком случае фамилия Дымыхин — это двойная патронимическая конструкция: сначала отчество на -их, потом фамильный суффикс -ин.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным областям России, где суффикс -их- в фамилиях встречается чаще (Вологодчина, Архангельская губерния). Встречается также вариант Дымихин, который мог возникнуть из-за аканья или диалектного произношения. Разница в одну букву здесь существенна: Дымихин — от прозвища Дымиха (женщина, связанная с дымом), а Дымыхин — от мужского прозвища Дымых.

Правдоподобнее всего, что предок носителя фамилии был либо крестьянином, жившим в курной избе (таких называли «дымниками»), либо человеком с дымчатым цветом волос или лица. В любом случае, фамилия — не про профессию, а про бытовую или внешнюю характеристику, которая закрепилась за родом.