Фамилия Мартюхина образована от имени Мартюха, которое является народной формой имени Мартин, что переводится с латинского на русский язык как «посвященный Марсу» или «воинственный». Таким образом, потомок человека, обладающего именем Мартюха, со временем получил фамилию Мартюхина.