Фамилия Мухучев образована от прозвища Мухуча с помощью патронимического суффикса -ев. Этот суффикс указывает на принадлежность: Мухучев буквально означает «сын Мухучи» или «потомок Мухучи». Основа прозвища — слово «муха» — в русских говорах имела не только прямое значение, но и переносное: так могли назвать назойливого, прилипчивого или суетливого человека. В некоторых регионах «мухой» называли также мелкого воришку или попрошайку, который «жужжит» вокруг, пока не добьётся своего.

Словообразовательная модель здесь редкая: суффикс -уч- в прозвищах (сравните: Грызун — Грызучев, Пискун — Пискучев) придаёт основе оттенок деятеля, склонного к действию. «Мухуча» — не просто «муха», а тот, кто ведёт себя как муха: постоянно мельтешит, надоедает, не даёт покоя. В ономастике такая форма встречается нечасто, что делает фамилию Мухучев типологически интересной: она не от имени, не от профессии, а от яркого поведенческого прозвища.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и поволжским регионам. В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках Мухучевы встречаются в Саратовской, Тамбовской и Воронежской губерниях. Это говорит о том, что прозвище бытовало в среде крестьян и мещан, а не дворянства. Сословного статуса фамилия не имела — её носители, скорее всего, были государственными или помещичьими крестьянами, чьи потомки в XIX веке получили фамилию по уличному прозвищу предка.

Спорных версий происхождения здесь немного, и они маловероятны. Связывать Мухучева с тюркскими корнями (например, от «мух» — печать в арабском) можно лишь при натяжке: суффикс -ев в русском языке чётко указывает на славянскую модель, а тюркские фамилии с похожим звучанием обычно оканчиваются на -ов (Мухаев, Мухамедов). Поэтому версия с прозвищем от «мухи» остаётся основной и самой правдоподобной.

В современных базах данных фамилия встречается редко, что подтверждает её узколокальное происхождение. Носители Мухучевых сегодня живут в основном в Центральной России и Поволжье, а также в русскоязычных общинах Казахстана.