Фамилия Нюхляева образована от личного имени или прозвища Нюхляй, которое в старину давали не в документах, а в кругу семьи. Такие мирские имена были распространены на Руси наряду с крестильными и нередко становились основой для будущей фамилии. Внутрисемейное имя Нюхляй связано с диалектным прилагательным «нюхлый». По «Толковому словарю живого великорусского языка» Владимира Даля, «нюхлый» означает «слабый, хилый». Здесь важно понять логику: называя ребёнка Нюхляем, родители не подчёркивали его болезненность, а наоборот, оберегали. Считалось, что имя с отрицательным значением отведёт от мальчика беды и злые силы, и он вырастет красивым и здоровым. Такой охранительный обычай — частая практика в народной ономастике.

Суффикс -ев в фамилии указывает на принадлежность: Нюхляева — это «дочь или жена Нюхляя». Модель типична для русских фамилий, образованных от имён и прозвищ с конечным мягким согласным или -й. Потомки человека по имени Нюхляй со временем закрепили за собой фамилию, и она передавалась из поколения в поколение.

Есть и другая версия, но она менее правдоподобна. Согласно ей, фамилия имеет восточное происхождение и восходит к сочетанию двух слов: «нюх» — фонетический вариант арабского «нух», то есть «радость, отрада», и «ляй» — «приход, приветствие». В этом случае Нюхляй в буквальном смысле означал бы «пришедшая радость», и такое имя могли дать долгожданному сыну. Однако эта гипотеза строится на случайном звуковом совпадении и не подкреплена данными о бытовании подобных имён в тюркской или арабской традиции. Славянское объяснение через «нюхлый» выглядит естественнее: оно опирается на живой диалектный корень и понятную модель имянаречения.

Фамилия Нюхляева встречается редко, и это типично для прозвищных фамилий, которые закрепились в отдельных родах и не получили массового распространения. Сегодня её носительницы могут проследить свою родословную до того самого Нюхляя, чьё имя, несмотря на неблагозвучное для современного уха значение, когда-то служило оберегом.