Фамилия Паймухин отвечает на вопрос «чей?» и образована от личного имени Паймуха — так в чувашской среде переделали мусульманское имя Баймухаммед. Это составное имя: первая часть восходит к слову «бай» («богач», «богатый», «зажиточный человек»), которое со временем из самостоятельного титула превратилось в распространённый компонент составных имён. Вторая часть — Мухаммед — в переводе с арабского означает «восхваляемый», «достойный хвалы». В сумме имя можно осмыслить как «богатый Мухаммед» или «зажиточный, достойный хвалы».

Имя Баймухаммед бытовало у тюркских народов, а в чувашском языке начальное «б» часто переходило в «п», поэтому Баймуха превратилось в Паймуху. От этого имени и пошла фамилия через стандартную модель с суффиксом -ин: Паймуха → Паймухин. Такая модель указывает на принадлежность роду человека по имени Паймуха, то есть буквально «сын Паймухи».

Исторические документы начала XX века фиксируют носителей фамилии именно в чувашской среде. Например, в записях упоминаются Паймухин Зиндияр Хундиярович, родившийся в 1901 году в селе Старое Суркино Альметьевского района, и Паймухин Ильмуха, родившийся в 1856 году в деревне Якушкино Октябрьского района. Оба названы чувашами, что подтверждает региональную привязку фамилии к Волго-Уральскому региону, где чуваши и татары веками жили рядом и обменивались именами и обычаями.

Фамилия Паймухин — наглядный памятник восточной культуры в её местном, чувашском преломлении. Она показывает, как исламское имя осваивалось соседним народом, меняло звучание и в итоге закреплялось в русской по форме фамилии. Впрочем, процесс формирования каждой конкретной фамилии мог идти по-разному и не всегда был привязан к одной местности, поэтому точное время и место возникновения фамилии Паймухин можно установить только через серьёзные генеалогические изыскания.