Фамилия Палюхина — женская форма фамилии Палюхин, а её основа скрывает редкое и неочевидное прозвище. Сразу скажем: в корне не имя Павел или Палладий, как можно было бы подумать. Скорее всего, прозвище Палюха образовано от глагола «палить» — жечь, опалять. В русских говорах «палюхой» могли называть человека, который занимался выжиганием угля, смолы или леса под пашню (огневое земледелие). Также так могли прозвать вспыльчивого, горячего человека — того, кто «горит» на работе или в ссоре.

Суффикс -ин в фамилии Палюхин указывает на принадлежность: «сын Палюхи» или «из семьи Палюхи». Это типичная модель для северных и центральных русских регионов, где фамилии на -ин так же распространены, как и на -ов. Менее вероятная, но возможная версия — связь с диалектным словом «палюга» (головня, обгоревшее полено), тогда прозвище могло относиться к неопрятному или смуглому человеку.

Фамилия редкая, её очаг, по данным современных исследований, тяготеет к Тульской и Калужской областям — районам, где в XIX веке было развито смолокурение и углежжение. Встречается также в Белоруссии, где «палiць» означает «жечь», и фамилия могла возникнуть независимо.

Сравните с однокоренными фамилиями: Палин, Палёхин, Палкин — все они образованы от разных форм того же глагола или прозвища. Палюхин стоит особняком из-за суффикса -юх-, который в русских прозвищах придаёт оттенок снисходительности или грубоватости (сравните: Ванюха, Манюха). То есть Палюха — это не просто «палильщик», а скорее «палильщик с оттенком фамильярности», возможно, младший работник или парень на подхвате.

Таким образом, носитель фамилии Палюхин — потомок человека, чья жизнь была связана с огнём: либо ремесленника-углежога, либо человека с крутым нравом. Фамилия сохранила редкую словообразовательную модель и не имеет отношения к церковным именам.