Фамилия Хреноухов — один из самых ярких примеров русской «говорящей» фамилии, где прозвищная основа читается сразу и без словаря. Вопреки возможному смущению, корень здесь не имеет отношения к обсценной лексике: в основе лежит обычное название огородного растения — хрен. Однако в народной речи слово «хрен» имело и переносное значение — так называли упрямого, въедливого или ехидного человека, «крепкого орешка», с которым тяжело спорить. Сложение с глагольной частью «-оух-» (от «ухо») создаёт образ: «Хреноух» — тот, у кого уши, как хрен, или, вероятнее, прозвище по типу «Хрен да ухо» — возможно, человек, который всё слышит, но делает по-своему, или обладатель приметных, торчащих ушей.

Морфологически фамилия образована по стандартной патронимической модели: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?» — Хреноухов, то есть сын Хреноуха). Само прозвище Хреноух — редкий пример двухосновной конструкции, где вторая часть («ух») встречается и в других фамилиях-прозвищах (например, Голоухов, Кривоухов). Такие составные прозвища были типичны для русских крестьян и посадских людей XVI–XVII веков: их давали не в наследство, а за характерную черту внешности или поведения.

Географически фамилия не имеет широкого распространения. По данным современных телефонных справочников и баз адресов, основная масса носителей сосредоточена в центральных и южных регионах России — в Курской, Белгородской, Воронежской областях, а также на Кубани. Это зона бытования южнорусских говоров, где слово «хрен» в переносном смысле было особенно употребительно. Встречаются единичные носители на Урале и в Сибири, что объясняется переселенческими волнами конца XIX века.

Сословное происхождение фамилии, скорее всего, крестьянское или однодворческое. В документах XVIII–XIX веков фамилии с подобной экспрессивной окраской редко встречаются у дворянства или духовенства — их носителями были люди, чьё прозвище закрепилось в качестве родового имени при переписях. В метрических книгах и ревизских сказках фамилия Хреноухов могла записываться по-разному: через «е» (Хреноухов) или с удвоением согласных, но основной вариант устойчив.

Не стоит искать в этой фамилии ни татарского, ни финно-угорского корня — это чисто русское образование, хотя и неожиданное для современного уха. В ономастической литературе фамилия упоминается в словаре Б. Унбегауна как пример «непристойных» фамилий, но сам исследователь подчёркивал, что для носителей XVII века в них не было грубости — была бытовая меткость.