Фамилия Листюхин — один из тех редких случаев, когда на первый взгляд прозрачная основа оборачивается загадкой. Если отбросить суффикс, мы видим корень «лист», но между корнем и фамильным окончанием -ин стоит необычный «тяжёлый» суффикс -юх-. Такие фамилии (с формантами -юх-, -юг-, -ях-) чаще всего встречаются на Русском Севере, в Поморье и в бывших новгородских землях. В центральных и южных областях России эту модель почти не использовали, поэтому можно с высокой долей уверенности предположить, что корни Листюхиных — где-то в архангельских или вологодских краях.

Самый прямой путь образования фамилии — от прозвища Листюха. В русских говорах так могли назвать человека по внешней или поведенческой черте. Вероятнее всего, прозвище связано со словом «лист» в переносном смысле: «листюхой» в некоторых диалектах называли худого, плоского, как лист, человека или, наоборот, того, кто постоянно «шуршит», суетится, ведет себя беспокойно. Менее вероятна, но возможна связь с глаголом «листать» — прозвище могли дать любителю перебирать бумаги или, в крестьянской среде, тому, кто занимался сбором и сушкой листьев (например, для корма скоту или лекарственных сборов).

Суффикс -юх- вносит в слово оттенок просторечности, а иногда и пренебрежения. Листюха — это не просто «лист», а что-то вроде «листишка», «листоподобного существа». Такие прозвища с экспрессивной окраской были типичны для непритязательной сельской среды. Фамилию же закрепили по отцу: Листюха → Листюхин сын, то есть «потомок Листюхи».

В официальных источниках фамилия встречается редко, что подтверждает её северное происхождение — из тех мест, где крестьяне долго сохраняли двойные имена и уличные прозвища. В метрических книгах XIX века Листюхины эпизодически попадаются в Вологодской и Олонецкой губерниях, а также среди старообрядцев, бежавших в глухие леса. Дворянских родов с такой фамилией нет — это однозначно крестьянская или мещанская фамилия, возникшая в среде, где прозвище давали метко и без затей.