Фамилия Палухина — женская форма фамилии Палухин, а та, в свою очередь, образована от прозвища или неканонического имени Палуха. Основа здесь — «пал», которая в русских говорах имела несколько значений. В первую очередь, это мог быть человек с «палой» (свалявшейся, спутанной) шерстью или волосами — метафора, относившаяся к неопрятному, лохматому человеку. В диалектах слово «палый» также означало «павший, упавший» (о скоте), а в переносном смысле — «потерянный, пропащий». Но есть и другая версия: Палуха — производное от глагола «палить» (жечь, опаливать). В этом случае прозвище мог получить либо тот, кто занимался выжиганием леса под пашню (огневой земледелец), либо, напротив, человек с буйным нравом, «палящий» без оглядки.

Суффикс «-ух(а)» в русских прозвищах не редкость. Он придавал слову оттенок просторечия, фамильярности или даже уничижения, но в основе мог лежать и нейтральный признак. Ударение в фамилии, скорее всего, падает на второй слог — Палу́хина, что типично для образований с суффиксом «-ух-». Встречается и вариант с ударением на первый слог, но он менее характерен для северных и центральных регионов, где фамилия, вероятно, и зародилась.

Фамилия редкая. Поиск по базам данных показывает, что Палухины — это в основном жители центральной России и Поволжья, с заметным скоплением в Нижегородской области и прилегающих районах. Там, на границе лесов и полей, слово «паль» (гарь, выжженное место) было в ходу, и прозвище могло привязаться к человеку, жившему на палу или занимавшемуся подсечным земледелием.

Примечательно, что фамилия Палухин не имеет очевидных однокоренных «двойников» вроде Палин или Палов, что говорит о её локальном, почти индивидуальном происхождении. Это не вариант распространённой модели, а скорее слепок конкретного прозвища, которое дали одному человеку, а закрепилось оно за его потомками. В отличие от фамилий на «-ов/-ев», которые массово образовывались от крестильных имён, Палухин — фамилия-прозвище, и её корни уходят не в церковный календарь, а в быт и хозяйственную жизнь крестьян.