Фамилия Мутыхляев — редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. В ней нет ни очевидного «профессионального» суффикса вроде -ов/-ев, ни географической привязки через -ский. Всё внимание — к основе «Мутыхля-», которая звучит как искажённое или диалектное слово.

Скорее всего, в основе лежит тюркское прозвище. Корень «мутых» или «мутух» в ряде тюркских языков (татарском, башкирском, казахском) связан с глаголами, означающими «запутывать», «мешать», «сбивать с толку». Человек с таким прозвищем мог быть неловким, путаным в делах или, наоборот, хитрым — тем, кто намеренно «мутит воду». Формант -ляй (или -лай) в тюркских именах и прозвищах — распространённый аффикс, образующий имена деятеля или характеризующий признак (ср. башкирское «яулай» — воин, от «яу» — война). Таким образом, «Мутыхляй» — «путаник» или «запутывающий».

Русский суффикс -ев указывает на принадлежность: «чей?» — Мутыхляев, то есть сын или потомок Мутыхляя. Фамилия могла возникнуть в среде крещёных татар, башкир или других тюркоязычных народов Поволжья и Приуралья, где такие прозвища были в ходу. Встречаемость фамилии сегодня крайне низкая, и сосредоточена она в основном в Оренбургской области и Башкортостане — это подтверждает версию о тюркском корне.

Менее правдоподобна, но возможна связь с арабским «мутах» (смелый, отважный) — в таком случае фамилия несла бы положительную характеристику, но фонетический переход в «мутыхляй» менее естественен для тюркской среды. Первая версия — с «путаницей» — выглядит убедительнее, поскольку прозвища часто бывали насмешливыми или бытовыми, а не героическими.