Фамилия Гордюхин, как и многие русские фамилии, образовалась от имени или прозвища. В основе лежит имя Гордюха — народная, обиходная форма крестильного имени Гордий. Само имя Гордий пришло из греческого языка, где означало «царь» или «повелитель». Таким образом, если выводить фамилию от церковного имени, то предок носителя фамилии был назван в честь святого Гордия, а его домашнее имя Гордюха со временем закрепилось за семьёй.

Однако есть и второй вариант, который ономасты считают не менее вероятным. Фамилия могла возникнуть не от имени, а от прозвища Гордюха, связанного с прилагательным «гордый». В старину «гордюхой» могли назвать человека с чувством собственного достоинства, независимого нрава или, напротив, заносчивого. В этом случае фамилия отражает не крестильное имя, а характер конкретного человека — родоначальника.

Стоит отбросить маловероятную версию, которая связывает фамилию с нарицательным «гордей» — так в некоторых говорах называли вора или мошенника. Эта гипотеза не находит серьёзной поддержки в словарях русских фамилий (например, в работах Б. Унбегауна или В. Никонова), так как прозвища с отрицательным значением такого типа встречаются реже, а основа «горд-» в массе фамилий тяготеет либо к имени Гордий, либо к качеству «гордость».

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Гордюхин буквально означает «сын Гордюхи» или «из семьи Гордюхи». Это типичная модель для русских фамилий, образованных от имён и прозвищ, оканчивающихся на -а/-я. О точной географии фамилии сейчас говорить сложно: процесс формирования фамилий шёл веками, и Гордюхины могли появиться в разных регионах независимо друг от друга. Но сам тип фамилии — отчество от обиходной формы — характерен для крестьянской и мещанской среды XVI–XVII веков, когда церковные имена активно переделывались на бытовой лад.