Основой фамилии Полюхин послужило имя Полюха. Имя Полюха представляет собой просторечную форму одного из греческих имён, в составе которых есть основа «поли-»: Полиевкт (в переводе с греческого «многожеланный», «долгожданный»), Полиен («многохвальный»), Поликарп («многоплодный»), Полихроний («многолетний», «долгожитель»), Поливий («многожизненный»). Таким образом, потомок человека, обладающего именем Полюха, со временем получил фамилию Полюхин.