Фамилия Панюхина — женская форма, а мужская, Панюхин, образована по стандартной русской модели с суффиксом -ин. Это указывает на принадлежность к предку по мужской линии, которого звали Панюха. Основа фамилии — прозвище или неканоническое имя Панюха, и здесь скрыт главный интерес для этимолога.

Панюха — это производная форма от канонического крестильного имени Пантелеймон (в просторечии — Пантелей, Пантюха, Панюха). Имя Пантелеймон, что в переводе с греческого означает «всемилостивый», было очень популярно на Руси, особенно в крестьянской среде. Уменьшительная форма Панюха, как и Паня, Пантя, Пантюша, возникла в результате естественного усечения и добавления суффикса -юх-/-ух-, который придавал имени оттенок фамильярности или принадлежности к определённому кругу общения. Этот суффикс характерен для разговорной речи и часто встречается в прозвищах (сравните: Ванюха, Петюха, Митюха).

Таким образом, первый и самый вероятный вариант происхождения: Панюхин — потомок человека, которого в быту звали Панюха, то есть Пантелеймон. Фамилия фиксируется преимущественно в центральных и северных регионах России, где имя Пантелеймон было особенно распространено. Встречается она и в старых писцовых книгах, например, в документах XVII века упоминаются крестьяне Панюхины в Вологодском и Костромском уездах.

Есть и альтернативная, менее распространённая версия. Прозвище Панюха могли дать и по внешнему признаку — от диалектного глагола «панюхать» (нюхать, обонять). В некоторых говорах «панюха» означало человека с тонким обонянием или, напротив, того, кто постоянно что-то вынюхивает. Однако эта версия уступает основной: антропонимическая модель образования фамилий от крестильных имён через суффикс -юх-/-ух- гораздо продуктивнее, чем от редких глагольных прозвищ, которые чаще давали по профессии или поведению.

Особенность фамилии Панюхина — её «домашний» характер. Она не относится к дворянским или книжным фамилиям, а вышла из народной среды, где ласковые или шутливые формы имён были нормой. Носительницы этой фамилии могут с высокой долей вероятности считать своими предками крестьян или посадских людей, носивших имя Пантелеймон. Фамилия не имеет вариантов написания с буквой «ё» и не меняет ударение: ударным остаётся второй слог — Паню́хина.