Фамилия Костюшихина образована от имени Костюша — народно-разговорной формы греческого имени Константин, которое переводится как «стойкий, постоянный». Её необычный суффикс -ихин сразу выдает севернорусское или уральское происхождение: такие фамилии (Пестов — Пестова — Пестовых, но Костюша — Костюшиха — Костюшихины) типичны для Архангельской, Вологодской областей и Пермского края. Модель на -их(а) первоначально обозначала жену или вдову человека, названного в основе: Костюшиха — это «жена Костюши». Со временем прозвище закрепилось за всей семьей, а потомки стали Костюшихиными — уже без привязки к полу.

В отличие от более частых фамилий на -ов/-ев (Костюшов, Костюшев), форма на -ихин встречается реже и лучше сохраняет память о бытовом укладе: в северных деревнях женщину часто называли по мужу, и это прозвище переходило детям. Если искать однокоренные варианты, то Костюков, Костюшин, Костюкевич — все они восходят к тому же имени Константин, но через разные суффиксы. Фамилия Костюшихина не даёт прямых указаний на сословие предков: её могли носить и крестьяне, и мещане, и духовенство, но география бытования склоняет к версии о крестьянских корнях Русского Севера.

Известных носителей с этой фамилией в открытых источниках немного, что делает её редкой и локальной. В XIX веке, если верить переписным книгам, Костюшихины встречались в Вологодской и Вятской губерниях — именно там, где суффикс -ихин был продуктивным. Таким образом, фамилия Костюшихина буквально означает «потомок Костюшихи», то есть семьи, где главу звали Костюша, а его жену — Костюшиха.