Фамилия Кирюханцев — редкий пример отчества третьего порядка, которое в сжатом виде хранит цепочку из трёх поколений предков. Если развернуть эту модель, получится: Кирюханцев — сын Кирюханца, внук Кирюхана и правнук Кирюхи. Такой способ образования фамилий характерен для русской народной традиции, где суффиксы -ов, -ев, -ин присоединялись к основе, а двойные суффиксы (-анцев, -инцев) указывали на более дальнюю степень родства.

Основа фамилии — Кирюха, уменьшительная форма имени Кирилл. Имя Кирилл пришло на Русь из греческого языка и означает «маленький господин» или «господень». В быту форма Кирюха была настолько распространена, что породила множество однокоренных фамилий: Кирюхин, Кирюшкин, Кирюшин, Кирьянов. Кирюханцев выделяется среди них именно длиной суффиксальной цепочки, что говорит о более позднем закреплении фамилии или о её бытовании в определённой местности, где сохранялась трёхступенчатая модель именования.

Такая словообразовательная конструкция встречается в северных и центральных регионах России, особенно в Вятской, Архангельской и Костромской губерниях, где фамилии на -анцев и -инцев фиксировались у крестьянского населения. Владелец фамилии Кирюханцев — потомок человека, которого в быту называли Кирюха, но фамилия закрепилась не сразу, а через промежуточное прозвище его сына (Кирюханец) и внука (Кирюханцев). Это отличает её от более простых отчеств вроде Кирюхин, где прямо указано «сын Кирюхи».

В написании фамилии возможны варианты: Кирюханцев и Кирюханцов — оба встречаются в документах, но первый закрепился как нормативный. В дореволюционных переписях и метриках могла фигурировать форма с -о- под ударением, однако современное произношение тяготеет к -е- в суффиксе.