Фамилия Косоухов — один из тех случаев, где прозвище, лёгшее в основу, почти не скрыто за суффиксами. Она образована по типичной для русских фамилий модели: основа + суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — Косоухов, то есть сын или потомок Косоуха). Суффикс -ух- в основе — характерный для русских прозвищ, часто с оттенком просторечия, пренебрежения или шутки (сравните: Грязнуха, Вертуха, Лепёха). Таким образом, прозвище Косоух — человек с косым, кривым ухом.

Версия о том, что прозвище могло описывать физический недостаток — наиболее прямая и правдоподобная. В русских говорах слово «косой» имело и переносные значения: недоверчивый, подозрительный, недружелюбный. В сочетании с «ухом» это могло дать прозвище человеку, который, например, косо смотрит, настороженно слушает, или же тому, кто носит шапку на одно ухо — отсюда и «кривое» ухо. Прозвища по частям тела (Губа, Нос, Щека) были широко распространены в XV–XVII веках и не обязательно означали увечье — часто это была яркая, запоминающаяся примета.

Менее вероятно, но возможно, что основа связана с диалектным глаголом «косоу́шить» — глядеть искоса, хмуриться. В этом случае фамилия могла закрепиться за человеком с угрюмым или недоверчивым нравом. Фамилия встречается преимущественно на севере и северо-востоке Европейской России — в Вологодской, Архангельской, Кировской областях, что указывает на возможное новгородское происхождение. В сословном отношении Косоуховы — почти наверняка крестьянская или посадская фамилия: прозвища такого типа редко встречались в дворянской среде, где предпочитали более «благозвучные» основы.