Фамилия Мелюхнова — женская форма от Мелюхнов, и её разумнее всего начинать с мужского варианта. В основе фамилии лежит прозвище или нецерковное имя Мелюх. Корень здесь — «мел-», связанный с чем-то маленьким, дроблёным, измельчённым. В русских говорах «мелюха» или «мелюзга» означала мелкую рыбу, мелкую монету или вообще что-то незначительное. Прозвище Мелюх могли дать человеку невысокого роста, худощавому, либо тому, кто занимался мелкой торговлей или ремеслом — скажем, молол зерно или толок что-то в ступе.

Суффикс «-ов» в фамилии Мелюхнов указывает на принадлежность: «чей сын?» — Мелюхов. Это типичная модель для русских фамилий, образованных от прозвищ или мирских имён в XVI–XVII веках. Фамилия не дворянская, а скорее крестьянская или мещанская — такие фамилии часто фиксировались в переписных книгах центральных и северных губерний России. Встречается она и сегодня, но не массово: по данным современных справочников, Мелюхновы чаще всего живут в Поволжье, в частности в Самарской и Ульяновской областях, а также на Урале.

Интересная деталь: фамилия Мелюхнов могла возникнуть и от другого корня — от диалектного «мелюха» в значении «мельница» или «мельник». В некоторых говорах так называли небольшую ручную мельницу. Тогда предок был мельником, а прозвище Мелюх закрепилось за ним по роду занятий. Эта версия менее вероятна, но не исключена, особенно если фамилия встречается в районах с развитым мукомольным делом.

Сравните с однокоренными фамилиями: Мельников (самая распространённая), Мелюков, Мелюшин. Мелюхнов стоит особняком из-за суффикса «-хн-», который в русских фамилиях встречается редко и придаёт слову оттенок уменьшительности или пренебрежения. Это ещё раз подтверждает, что прозвище было неофициальным, «домашним», и дали его скорее по внешности или характеру, чем по профессии.