Фамилия Илюхин — из числа тех, что образованы от просторечной формы крестильного имени. В её основе лежит имя Илюха, народный вариант имени Илья. Происхождение тут прозрачное: суффикс -ин указывает на принадлежность («чей?»), то есть Илюхин буквально значит «сын Илюхи» или «потомок Илюхи». Такая модель — одна из самых распространённых в русских фамилиях, и она сразу выдаёт социальную среду: в крестьянской и мещанской среде редко использовали полное церковное имя, предпочитая его обиходные формы.

Само имя Илья восходит к библейскому Элияху (Eliyahu), что с древнееврейского переводится как «мой Бог — Господь», то есть «Бог мой — Яхве». Илья — один из самых почитаемых ветхозаветных пророков, и имя это на Руси было чрезвычайно популярно. Отсюда и множество производных форм: Илюха, Илюша, Илюня — каждая из них могла стать основой для отдельной фамилии. Илюхин стоит в одном ряду с Илюшиным, Илюниным, но отличается именно суффиксом -х-, который придаёт имени оттенок фамильярности и бытовой простоты.

Интересно, что фамилия Илюхин не привязана к какому-то одному региону — она встречается по всей центральной России и в Поволжье, но особенно часто в Тульской, Рязанской и Нижегородской областях. Это косвенно указывает на давнюю традицию имени Илья именно в этих землях. В документах XVII–XVIII веков можно найти упоминания крестьян и посадских людей с таким именованием, хотя сама фамилия в письменных источниках закрепляется позже, уже после отмены крепостного права, когда фамилии стали массово фиксироваться за бывшими крепостными.

В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые образуются от имён на согласный (Ильин — от Илья, а не от Илька), Илюхин использует суффикс -ин, что характерно для основ на -а, -я. Это грамматически точный и логичный вариант: Илюха → Илюхин. Никаких альтернативных версий происхождения — от прозвищ или названий ремесла — у этой фамилии нет. Всё сводится к имени, и это делает её историю прямой и понятной.