Фамилия Худорожкин образована от прозвища или нецерковного имени Худорожка. Основа здесь — прилагательное «худой» в значении «тощий, слабый, невидный» и существительное «рожа» (лицо). Прямое значение — «человек с некрасивым, болезненным или просто худым лицом». Это типичное для русской ономастики прозвище по внешнему признаку: в XV–XVII веках на Руси было немало подобных фамилий — Худоносов, Худобин, Худяков.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Худорожкин буквально значит «сын Худорожки». Модель образования — от основы на -а/-я, что характерно для прозвищ и уменьшительных имён. Если бы фамилия была образована от полной формы «Худорожа», она, скорее всего, писалась бы через -ов (Худорожев), но фиксация формы с -ин говорит о том, что в основе лежало именно ласкательное или обиходное имя Худорожка.

В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» есть указание на то, что фамилии с корнем «худ-» и второй частью, обозначающей часть тела, были особенно распространены в северных и центральных губерниях России. Худорожкин — не исключение: документальные записи встречаются в переписях Вятской и Пермской губерний XIX века. В этих краях прозвища часто были прямыми и без обиняков описывали человека, так что Худорожкой могли назвать крестьянина с осунувшимся, болезненным лицом — не от злобы, а для точности.

Интересно, что фамилия сохранила архаичное слово «рожа» в его исходном, нейтральном значении «лицо», которое со временем приобрело грубый оттенок. В современных говорах «рожа» как лицо почти вытеснено литературным «лицо», поэтому Худорожкин звучит для уха резче, чем, скажем, Худолицый. Но в XVII веке разницы не было: любой человек мог получить прозвище по форме лица, и это не считалось оскорблением.

Встречается также вариант написания Худороженков, но он редок и, вероятно, возник под влиянием фамилий на -енко в южнорусских регионах. Основная же масса носителей Худорожкиных — потомки крестьянского населения севера и Урала, где фамилия закрепилась без изменений.