Фамилия Полухутенко — один из тех случаев, когда украинская модель образования накладывается на редкую или диалектную основу. Суффикс -енко, характерный для центральной и левобережной Украины, указывает на «маленького», «сына» или «потомка» человека, чьё прозвище или имя легло в основу. То есть Полухутенко — это буквально «сын Полухута» или «потомок Полухута».

Самая сложная часть — основа «Полухут». В ней два возможных корня, и оба ведут к прозвищам. Первый вариант: «полу-» как половина, неполнота, и «хут» — возможно, искажённое «худ» (худой, тощий) или «хут» в значении «худой, плохой» (в диалектах). Тогда Полухут — человек «полухудой», то есть не совсем здоровый, слабосильный, или, в переносном смысле, невезучий. Второй вариант: «полу-» + «хут» от украинского «хутір» (хутор), но тогда форма была бы скорее Полухутіренко или Полухутірний. Однако в разговорной речи «хут» могло сократиться от «хуторянин» — человека, жившего на хуторе, в отдалении от села. Тогда Полухутенко — потомок «полухуторянина», то есть человека, который держал небольшой хутор или жил на краю хутора.

Географически фамилия тяготеет к Полтавской, Черниговской и Сумской областям, где суффикс -енко — массовое явление, а хуторская система была особенно развита. Встречается она редко: по открытым данным, носителей — не более нескольких сотен человек, в основном на востоке Украины и в южных регионах России, куда переселялись украинские крестьяне в XIX веке.

С точки зрения социального происхождения, Полухутенко — почти наверняка крестьянская фамилия. Никаких дворянских родов с таким окончанием не зафиксировано. Прозвище Полухут, скорее всего, дали либо по месту жительства (на отшибе), либо по внешности или характеру (неполноценный, хилый). Второе значение — более грубое, но в деревенской среде прозвища часто были нелестными и при этом приживались.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Полухин, Полухинский, Полухутенко стоит особняком из-за своего суффикса. Полухин (от Полуха) — это русская форма, а Полухутенко — украинская, с сохранением твёрдого «т» в основе, что тоже редкость: обычно «хут» переходило бы в «худ» (Полхуденко), но здесь закрепилась именно глухая согласная, возможно, из-за влияния южных говоров.