Фамилия Кирюханов — типичный пример того, как в русской фамилии соединились народная форма имени и патронимический суффикс. В основе лежит имя Кирюха, которое в старину было просторечным вариантом канонического имени Кирилл. На Руси такие усечённые формы с суффиксом -юх- (ср. Матюха от Матвей, Митюха от Дмитрий) давали прозвища, а затем и фамилии. Кирюханов буквально означает «сын Кирюхана», где -ан- — ещё один уменьшительный суффикс, который добавился к основе и затем оформился фамильным -ов. Таким образом, цепочка выглядит так: Кирилл → Кирюха → Кирюхан → Кирюханов.

Такая модель характерна для восточнославянской ономастики, особенно для регионов, где была распространена «акающая» речь. В документах XVII–XVIII веков фамилия могла писаться через «а» (Карюханов) из-за живого произношения, но закрепился вариант с «и». Интересно, что суффикс -ан- в сочетании с -ов встречается реже, чем стандартное -ов или -ин, что делает фамилию более узнаваемой среди однокоренных: Кирюхин, Кирьянов, Кириллов. Кирюхановы, скорее всего, происходят из крестьянской или посадской среды — в дворянских родословных книгах эта фамилия не фиксируется, а значит, предки были людьми «тяглыми», платившими подати.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным губерниям России: в переписях XIX века Кирюхановы встречаются в Вологодской, Костромской и Нижегородской губерниях. В некоторых говорах «кирюха» могло быть и прозвищем — так называли человека с хриплым голосом или того, кто постоянно покрикивал (от глагола «кирюкать» — кричать, звать). Эта версия менее вероятна, но полностью исключать её нельзя: в ономастике нередко прозвище и имя дают одинаковую форму. Однако массовость фамилии и её связь с именем Кирилл позволяют считать именную версию основной.