Фамилия Осьмухин образована от мирского имени Осьмуха, которое давали восьмому ребёнку в семье. Оно восходит к древнерусскому слову «осмъ» — «восьмой», причём без начального «в», как и в других славянских языках: болгарское и сербское «осми», польское «osmy». То есть Осьмуха — это не прозвище, а имя-нумерал, распространённый у славян способ различать детей в большой семье, когда церковное имя ещё не успевало вытеснить домашнее.

Число восемь в народных представлениях считалось символом доброго предзнаменования, а в христианстве означало восстановление и возрождение. Поэтому имя Осьмуха не несло ничего обидного — напротив, считалось, что ребёнок, названный так, будет счастливым и удачливым. Родители вкладывали в это имя пожелание благополучия, и оно звучало ласково, с уменьшительным суффиксом -ух-, который в древнерусских именах встречается часто: Молчуха, Несмеяна, Плакуха.

Модель образования фамилии простая: к основе Осьмух- добавили типичный русский суффикс -ин, указывающий на принадлежность: Осьмухин значит «сын Осьмухи», «ребёнок Осьмухи». Такие фамилии на -ин обычно возникали в северных и центральных русских землях, где притяжательная форма на -ин была естественнее, чем южнорусская на -ов.

Любопытно, что однокоренные фамилии — Осьмин, Осьмов, Осмухин — встречаются в документах с XVI–XVII веков, когда фамилии только начинали закрепляться за крестьянскими и посадскими родами. Осьмухины, скорее всего, происходят из среды крестьян или ремесленников: в боярской среде числовые имена почти не использовали, а вот в деревне имя по порядку рождения держалось стойко.

В современном написании фамилия сохранила древнюю основу без «в», хотя в разговорной речи её иногда путают с «Восьмухиным» — так тоже писали в старых метриках, когда грамотный писец «исправлял» неудобное слово. Но исходный, более архаичный вариант — именно Осьмухин, и он прямо ведёт к тому самому восьмому ребёнку, которому предки желали удачи.