Фамилия Пуховая хранит память о прозвище дальнего предка — Пуховый. Это прозвище образовано от нарицательного «пух», которое В. И. Даль в своём словаре описывает как «самое мелкое, рыхлое, тонкое перо, под перьями птиц». От этого значения отталкиваются две основные версии происхождения прозвища, и обе имеют право на жизнь.

Первая версия относит прозвище Пуховый к числу «профессиональных» именований. Так могли назвать человека, который занимался добычей пуха или изготовлением из него подушек, одеял и перин. Вторая версия связывает прозвище с характером: мягкий, добрый, податливый человек, которого сравнивали с пухом. В этом случае Пуховым, предположительно, именовали крестьянина-земледельца или мельника — за спокойный нрав и уживчивость.

Прозвище Пуховый закрепилось за человеком как наиболее употребительное именование, а со временем легло в основу фамилии. Суффикс -ов- указывает на типичную модель русских фамилий, отвечающих на вопрос «чей?»: потомок человека, обладающего прозвищем Пуховый, со временем получил фамилию Пуховая. Интересно, что фамилия в форме женского рода — Пуховая — сохраняет прямую связь с исходным прозвищем без изменений, в отличие от более распространённых вариантов Пухов или Пуховцев. Такая форма чаще встречается на юге России и Украине, где притяжательные фамилии на -ов/-ев нередко употреблялись без усечения.