Фамилия Пеструхин — яркий пример того, как прозвище, данное за внешность, закрепилось в родовом имени и дошло до наших дней. В основе лежит прилагательное «пёстрый» — неоднородный по цвету, пятнистый, рябой. Такое прозвище на Руси давали человеку с заметными веснушками, следами оспы на лице или просто с очень светлой, «рябой» кожей. В некоторых говорах «пёстрым» могли назвать и того, кто одевался в разноцветные, несочетаемые вещи.

Модель образования фамилии — патронимическая, с суффиксом -ин. Сначала от прозвища Пеструха (форма, характерная для северных и центральных русских говоров) образовали отчество Пеструхин — «сын Пеструхи». Суффикс -ух(а) в русских прозвищах часто придавал слову оттенок просторечия или даже пренебрежения, но к моменту закрепления фамилии это значение стерлось. Родственные фамилии — Пестров, Пестряков, Пестриков — образованы от тех же корней, но другими суффиксами.

Интересно, что в некоторых регионах слово «пеструха» имело и другое значение: так называли пеструю курицу или корову пестрой масти. В этом случае фамилия могла возникнуть не напрямую от внешности человека, а от его хозяйственного прозвища — например, хозяина пеструшки-коровы. Однако эта версия менее вероятна: в ономастике принято считать, что прозвища по внешности давались гораздо чаще, чем по кличкам животных.

Фамилия Пеструхин встречается в основном в центральной России и Поволжье. По данным переписей XIX века, носители фамилии были преимущественно крестьянами и мещанами. В дворянских родословных книгах Пеструхины не значатся — это фамилия, которая формировалась в низших сословиях, где прозвища были особенно цепкими и переходили в официальные документы при переписях.

Словообразовательный разбор прост: корень пестр-, суффикс -ух-, фамильный суффикс -ин. Ударение в фамилии обычно падает на второй слог — Пестру́хин, хотя в некоторых говорах можно услышать и Пеструхи́н.