Фамилия Гоголюхина — редкий случай, когда на слуху стоит не мужская форма, а женская, и это сразу настораживает: перед нами не просто вариация, а, скорее всего, исходная форма «Гоголюхин». Чтобы понять её корни, нужно отбросить финальное -а и посмотреть на основу.

Словообразовательная модель здесь нестандартна. Суффикс -ин указывает на принадлежность («чей?»), но основа «Гоголюх» не выводится напрямую из известных русских имен или прозвищ. Напрашивается связь с фамилией Гоголь, но прямой переход «Гоголь → Гоголюхин» маловероятен: суффикс -юх- в русских фамилиях встречается редко и обычно несёт оттенок пренебрежения или уменьшительности (сравните: «Ванюха» от Иван, «Петюха» от Пётр). Скорее всего, в основе лежит прозвище Гоголюха, образованное от «гоголь» (птица из семейства утиных, нырок). В переносном смысле гоголем называли щеголя, франта или самоуверенного человека, который ходит «гоголем» — важно, выпятив грудь. Суффикс -юх- в прозвище мог придавать оттенок фамильярности: Гоголюха — это «этакий Гоголь», свой, местный.

Есть и вторая, более прозаичная версия. В южнорусских и украинских говорах слово «гоголь» могло относиться не только к птице, но и к человеку с большими, навыкате глазами (отсюда же «вылупить глаза», как у гоголя). Если это так, то прозвище Гоголюха дали бы человеку с заметной внешностью. Географически фамилия тяготеет к регионам, где фамилии на -их/-ых и -ин встречаются особенно часто: это северные и центральные области России (Вологодчина, Архангельская, Костромская, Нижегородская губернии). В украинской среде, где фамилия Гоголь распространена, форма Гоголюхин нехарактерна — там скорее встретишь Гоголюка или Гоголенко.

Таким образом, предок носительницы фамилии был, вероятно, русским крестьянином или посадским человеком из северных или поволжских земель, которого за повадку, походку или внешность прозвали Гоголюхой. Фамилия застыла в форме притяжательного прилагательного: сын Гоголюхи стал Гоголюхиным. Это не дворянская, не разночинная, а именно народная фамилия, образованная от живого прозвища — без книжных суффиксов и искусственных конструкций.