Фамилия Пухонина — женская форма фамилии Пухонин, и её происхождение связано с прозвищем или мирским именем Пухоня. В основе лежит слово «пух» — мягкий, лёгкий, воздушный. Однако суффикс -оня указывает на то, что это прозвище было образовано не напрямую от существительного, а от глагольной или прилагательной основы, характерной для северных и северо-западных говоров. Пухоней могли назвать человека с очень светлыми, «пуховыми» волосами, либо того, кто отличался мягким, незлобивым нравом, «пушистым» характером.

Модель образования типична для русских фамилий: к основе прозвища Пухоня добавился притяжательный суффикс -ин, означающий «сын Пухони» или «принадлежащий Пухоне». Такая модель преобладала в северных и центральных регионах России, где фамилии на -ин встречаются чаще, чем на -ов. Если бы прозвище звучало как Пухон, фамилия была бы Пухонов, но форма Пухонин указывает на окончание -я в исходном слове.

Есть и другая, менее вероятная, но допустимая версия: связь с диалектным глаголом «пухнуть» в значении «раздуваться, толстеть». Тогда Пухоня — прозвище полного, дородного человека. Но в ономастике чаще ссылаются на «пуховую» семантику, так как прозвища по внешним признакам (цвет волос, телосложение) были распространены шире, чем по действиям.

В исторических документах фамилия Пухонин встречается в писцовых книгах XVI–XVII веков на территории Новгородской и Псковской земель. Это подтверждает северное происхождение. Носители фамилии могли быть крестьянами или посадскими людьми, реже — служилыми. Сословная принадлежность не была единой: в более поздних записях Пухонины встречаются и среди мещан, и среди духовенства.

Сравните с однокоренными фамилиями: Пухов, Пухлов, Пухальский. Пухонин стоит особняком из-за суффикса -оня, который придаёт прозвищу уменьшительно-ласкательный или пренебрежительный оттенок. Такие формы часто давали детям или подчинённым, закрепляясь затем как фамилия.