Фамилия Попельнухина — женский вариант фамилии Попельнухин. В основе почти наверняка лежит прозвище, образованное от слов «попел» или «попельня». Это не опечатка и не искажение: в южнорусских и украинских говорах «попел» означает пепел, золу. Соответственно, «попельня» — это место, где хранят или сжигают золу, либо пепелище. Человек мог получить прозвище Попельнух по разным причинам: либо он жил на месте старого пожарища, либо работал с золой — например, выжигал уголь или занимался поташным промыслом (изготовлением щёлока из золы), что было распространённым ремеслом в прошлом.

Суффикс -ух- в основе «Попельнух» — редкий и выразительный. В русских и украинских фамилиях он часто придаёт прозвищу оттенок характерности или уменьшительности (ср. «сердитый» — Сердитуха, «голый» — Голопух). Таким образом, Попельнух — это либо человек, тесно связанный с пеплом, либо тот, кто получил прозвище по месту жительства у пепелища. Фамилия с суффиксом -ин (Попельнухин) указывает на принадлежность: «чей?» — сын или потомок Попельнуха.

Географически фамилия тяготеет к югу России и востоку Украины. Встречается в Воронежской, Ростовской областях, а также в Краснодарском крае — регионах, где исторически были сильны украинские говоры с характерным «попел» вместо «пепел». В центральных и северных областях России такая фамилия почти не фиксируется, что подтверждает её южное происхождение.

Если рассматривать однокоренные фамилии, то Попельнухин стоит в одном ряду с Попеловым, Попеляевым, Попельняком. Все они восходят к той же основе, но различаются суффиксами и ареалом. Попельнухин — один из самых редких вариантов, что делает его особенно интересным для локальной ономастики.

Никаких известных исторических личностей с этой фамилией в открытых источниках не значится. Это не дворянский род и не фамилия, попавшая в справочники титулованных семейств. Скорее всего, предки носителя фамилии были крестьянами или ремесленниками, жившими в южнорусских степях и занимавшимися земледелием или промыслами, связанными с обработкой дерева и золы.