Фамилия Романюхина — женская форма фамилии Романюхин. В её основе лежит разговорная форма крестильного имени Роман. Имя это латинского происхождения (Romanus — «римский»), пришло на Русь вместе с христианством и было одним из самых распространённых. От него образовались десятки фамилий: Романов, Ромашин, Ромашов, Романцов, Романенко и другие.

Романюхин стоит в этом ряду особняком из-за редкого суффикса -юх-. В русской ономастике суффикс -юх- обычно указывает на западнорусское или украинское влияние. Он мог означать принадлежность к роду человека по прозвищу Романюха — так в быту называли Романа, придавая имени оттенок простоты или ласкательности. Сравните: Ванюха, Петюха, Манюха. То есть Романюхин — буквально «сын Романюхи», и фамилия закрепилась в тех областях, где были сильны говоры с таким словообразованием: в Брянской, Смоленской, Псковской губерниях, а также на северо-востоке Украины.

Другая, менее вероятная версия связывает основу с прозвищем Романюха, данным не по имени, а по черте характера или внешности. Но доказательств этой гипотезы мало: в исторических документах фамилия встречается именно в контексте отчества от имени Роман. Например, в переписных книгах XVII века по южнорусским землям упоминаются крестьяне Романюхины, что подтверждает её крестьянское, а не дворянское происхождение.

Фамилия нечастотная, но и не исчезающая: её можно встретить в Рязанской, Тамбовской и Липецкой областях, куда она могла попасть с переселенцами из западных регионов. В написании через «ю» (а не через «у», как Романухин) сохранилась старая диалектная черта — мягкое произношение.