Фамилия Хворостухина — женская форма фамилии Хворостухин, и её разбор стоит начать с необычного суффикса. Большинство русских фамилий оканчивается на -ов/-ев или -ин, но здесь мы видим редкий суффикс -ухин. Такое окончание характерно для прозвищного типа: оно указывает на то, что основа фамилии — не крестильное имя, а уличное прозвище, причём образованное с помощью уменьшительно-пренебрежительного суффикса -ух(а). То есть Хворостуха — это человек, которого так прозвали, а Хворостухин — его потомок.

Корень фамилии — «хворост». В прямом смысле хворост — это сухие ветки, валежник. Но в русских говорах у слова были и переносные значения: так могли назвать тощего, сухопарого человека (как хворостина), или же, наоборот, непоседу, «лёгкого» на подъём, кто всё время «хворостит» — суетится, шуршит. В некоторых диалектах «хворост» означал ещё и мелкий кустарник, заросли, что могло дать прозвище человеку, жившему в такой местности.

Прозвище Хворостуха, скорее всего, возникло в крестьянской среде. Суффикс -ух(а) типичен для севернорусских и сибирских говоров (сравните: Грязнуха, Вертуха, Хвастуха). Фамилия Хворостухин — относительно редкая, её носители встречаются в основном в Поволжье и на Урале, что подтверждает связь с северной ветвью русской колонизации.

Спорных версий происхождения у этой фамилии нет: корень прозрачен, а суффикс однозначно указывает на прозвищную модель. Если бы основа была от имени Хворост (как вариант неканонического имени), суффикс был бы -ов или -ев. Поэтому наиболее правдоподобно, что предок носительницы фамилии — человек, получивший прозвище за внешность или характер: худой, сухой, либо, напротив, шумный и вертлявый.