Фамилия Митрухин образована от имени Митруха — просторечной, обиходной формы крестильного имени Дмитрий. В разговорной речи на Руси полные церковные имена часто усекали и добавляли суффиксы -ух(а) или -юх(а), придавая имени фамильярный или ласкательный оттенок. Так из Дмитрия получился Митроха, а из Митрохи — Митруха. Фамильный суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей сын?» — Митрухин, то есть потомок Митрухи.

Имя Дмитрий (от греческого Деметриос — «посвящённый Деметре») было одним из самых распространённых на Руси, поэтому и его производные дали множество фамилий: Митрофанов, Митрохин, Митюшин, Митькин. Митрухин стоит в этом ряду как вариант, закрепившийся в основном в центральных и северных губерниях России. Встречается он заметно реже, чем Митрофанов или Митрохин, что делает его более локальным.

Есть и вторая, менее вероятная версия. В некоторых говорах «митруха» могло быть прозвищем, образованным от диалектного глагола «митрусить» — суетиться, мельтешить, делать что-то неспешно. Но эта гипотеза слабая: у прозвищного происхождения нет ни широкой географии, ни устойчивой лексической базы. Основной путь — от имени, и это подтверждает типичная модель образования русских фамилий.

Сословного барьера у фамилии не было. Митрухиными могли быть и крестьяне, и мещане, и купцы. В переписных книгах XVII–XVIII веков носители фамилии встречаются среди однодворцев южных уездов и среди крепостных крестьян Вологодчины. Со временем фамилия осталась преимущественно русской, с небольшой концентрацией в Тверской и Ярославской областях.

Известных носителей, оставивших яркий след в истории, среди Митрухиных нет — фамилия не гремит на всю страну, но это как раз тот случай, когда за ней стоит обычная, плотная жизнь многих поколений: пахарей, ремесленников, солдат. В этом её ценность для потомков.