Основой фамилии Митрюхин послужило имя Митрюха. По одной из гипотез, имя Митрюха образовано от крестильного имени Митрофан, которое в переводе с греческого означает «слава матери», «найденный матерью». Согласно другой версии, имя Митрюха является производной формой от канонического мужского имени Митрий (Дмитрий). Оно имеет греческое происхождение и переводится как «принадлежащий Деметре». Таким образом, потомок человека, обладающего именем Митрюха, со временем получил фамилию Митрюхин.