Фамилия Лухмырин — редкая, но прозрачная по словообразованию. Суффикс -ин чётко указывает, что в основе лежит прозвище или имя, оканчивающееся на -а/-я: Лухмыря. Это типичная модель для русских фамилий XVI–XVII веков: сначала человека называли Лухмырей, а про его сына или внука говорили «чей?» — Лухмырин.

Что означало само прозвище, сказать сложнее. Наиболее вероятная версия связывает его с диалектным словом «лухма» — так в некоторых говорах называли лохмотья, ветхую одежду или неопрятного, неряшливого человека. В этом случае Лухмыря — прозвище по внешнему виду или привычке, данное в насмешку. Подобная модель встречается и в других фамилиях: Лохмачёв, Оборвышев, Рвачёв.

Есть и более спорная гипотеза — от тюркского имени или прозвища. В татарском и башкирском языках встречается имя Лухман (Лукман), а суффикс -ыря мог придать ему уменьшительно-бытовую форму. Но фонетический переход «Лухман» → «Лухмыря» неочевиден, и в русских говорах слово «лухма» зафиксировано, что делает славянскую версию убедительнее.

Географически фамилия тяготеет к Поволжью и Уралу. В метрических книгах XIX века Лухмырины встречаются в Пермской и Вятской губерниях — регионах, где смешивались русское и финно-угорское население. Возможно, прозвище закрепилось в среде крестьян или ремесленников, но сословная принадлежность первых носителей неясна: фамилия слишком редкая, чтобы делать обобщения.

В написании устойчивой вариации нет: в старых документах можно найти Лухмирин, Лухмарин, но форма с «ы» — основная. Сегодня фамилия встречается единично, в основном в Свердловской области и Башкортостане.