Фамилия Пыхбухтрахов — редкий случай в русской ономастике, где прозвище, лёгшее в основу, составлено сразу из двух корней, причём оба звучат почти как звукоподражания. Первая часть, «пых», явно связана с глаголом «пыхтеть» — тяжело дышать, сопеть от напряжения или одышки. Вторая часть, «бухтрах», скорее всего, передаёт грохот, шум падения или удара (ср. диалектное «бухнуть» — упасть, «трахнуть» — стукнуть). В сумме прозвище Пыхбухтрах могло закрепиться за человеком шумным, неповоротливым или тем, кто работал с грохотом и пыхтением — например, за кузнецом, мельником или лесорубом.

Суффикс -ов указывает на стандартную модель русских фамилий, означающую «сын такого-то» или «принадлежащий такому-то». То есть Пыхбухтрахов — это потомок человека по прозвищу Пыхбухтрах. Формально фамилия образована от полного прозвища, а не от одного из корней, что необычно: обычно в фамилиях соединяют два слова в одно (как в фамилиях Долгоруков, Благонравов), но здесь основа — явно звукоподражательное прозвище, а не составное имя.

Географически фамилия крайне редкая. По открытым данным, она почти не встречается в современных справочниках и телефонных книгах, что говорит либо о её угасании, либо о том, что она возникла в одной локальной местности и не распространилась широко. Скорее всего, прозвище дали в крестьянской или ремесленной среде XVIII–XIX веков, где ценили меткие и громкие характеристики внешности или поведения.

Версия о происхождении от тюркского или иного иноязычного корня маловероятна: оба компонента («пых» и «бухтрах») легко объясняются из русских диалектных и разговорных слов. Если бы фамилия была заимствована, мы бы ожидали иной фонетики или более сложной адаптации. Таким образом, Пыхбухтрахов — яркий пример фамилии-«шума», где предок запомнился не профессией или именем, а манерой издавать звуки.