Фамилия Паюхина — женская форма фамилии Паюхин, а та, в свою очередь, образована от прозвища или нецерковного имени Паюха. В основе лежит глагол «паять» или существительное «пай» (доля, часть), но с характерным для северных и центральных говоров окончанием «-юха». В русской ономастике суффикс «-юх(а)» придаёт слову оттенок просторечия или пренебрежительности, как в словах «толстюха», «грязнюха». Паюхой могли назвать либо человека, который занимался пайкой металлов (лудильщика, жестянщика), либо того, кто постоянно «припаивался» к кому-то — навязчивого, льстивого попрошайку. Вторая версия, хотя и менее лестная, в бытовой среде встречалась чаще: прозвища по поведению давали легко и быстро.

Модель образования фамилии — классическая для русского севера и Поволжья: основа на «-а» с последующим притяжательным суффиксом «-ин». Паюха → Паюхин → Паюхина. Такая схема типична для фамилий, возникших в крестьянской среде, где отчество или прозвище отца переходило к детям без изменений. Редкость фамилии говорит о том, что её носители жили компактно, скорее всего, в одной или нескольких деревнях Вологодской, Архангельской или Костромской губерний — именно там суффикс «-юха» был в ходу. В центральных и южных областях предпочли бы форму Паюхин с другим окончанием или вовсе заменили бы основу.

Стоит отметить, что в некоторых говорах «паюха» — это ещё и название растения дягиль, но связь прозвища с ботаникой маловероятна: вряд ли человека окликали по растению, если только он не торговал им или не жил рядом с зарослями. Более правдоподобно, что Паюха — вариант прозвища Пайщик, то есть участник дележа добычи или наследства. В любом случае, фамилия Паюхина несёт отчётливый отпечаток северорусского говора и быта, где простое ремесло или черта характера закреплялись за родом на века.