Фамилия Мартюхин — один из примеров того, как церковное имя обрастало бытовыми формами и закреплялось в роду. В её основе лежит имя Мартюха, народный, упрощённый вариант крестильного имени Мартин. Само имя Мартин пришло из латыни (Martinus) и связано с именем бога войны Марса, поэтому его исходное значение — «посвящённый Марсу» или, более прозаично, «воинственный». В русской среде это имя, как и многие другие, адаптировалось: полная форма Мартин в быту превратилась в Мартюха, а затем, по модели «чей?» — в Мартюхин, то есть «сын Мартюхи».

Эта словообразовательная модель с суффиксом -ин типична для русских фамилий, образованных от имён, оканчивающихся на -а или -я. По такой же схеме возникли, например, фамилии Илюхин (от Илья) или Ванюхин (от Иван). Интересно, что имя Мартин в России никогда не было таким распространённым, как Иван или Пётр, поэтому и фамилии от него встречаются реже. Однако у неё есть «родственники»: Мартынов, Мартинюк, Мартинович — все они восходят к одному корню, но к разным формам имени.

Встречается фамилия Мартюхин в разных регионах, но чаще — в центральных областях России и в Поволжье, где имя Мартин было чуть более популярно, чем на севере или юге. По сословной принадлежности предки Мартюхины, скорее всего, относились к крестьянам или мещанам: фамилии на -ин у крестьян закрепились в массе лишь к XIX веку, а до этого бытовали как «уличные» прозвища.

Не стоит путать фамилию с похожей Мартюхов — та образована от формы Мартюх (с твёрдым окончанием), что встречается реже. В написании Мартюхин всегда сохраняется буква «ю»: это указывает на смягчение согласного «т» в исходном имени, что характерно для южнорусских говоров. Так что, если вы Мартюхин, ваши предки, скорее всего, звали кого-то из родни Мартюхой — и это прозвище, отсылающее к воинственному святому Мартину, стало вашей фамильной меткой.