Фамилия Тирюханов — редкий случай, когда основа не бросается в глаза даже носителю языка, привыкшему к прозрачным «Ивановым» и «Кузнецовым». Чтобы понять её корень, нужно отбросить суффикс -ан- и взглянуть на то, что останется: Тирюх-. А это — диалектный вариант имени или прозвища, образованного от крестильного имени Терентий.

В народной русской традиции имя Терентий, восходящее к латинскому Terentius (возможно, от «тереть» или «род Теренциев»), давало множество производных форм. Укорачиваясь до Теря, Терёха, Терюха, оно в некоторых говорах переходило в Тирюха — через замену «е» на «и» (явление «яканья» или «иканья» в безударной позиции) или под влиянием местного произношения. Таким образом, Тирюха — это простонародная, «домашняя» форма имени Терентий, вроде Миша от Михаил или Петя от Пётр.

Модель образования фамилии стандартна для русского севера и центра: основа Тирюх- + суффикс -ан- (указывающий на принадлежность к роду, как в «братан», «сын такой-то») + типичный фамильный суффикс -ов. Получается: «сын Тирюхана», где Тирюхан — ещё одна, более редкая, но логичная производная форма от того же Тирюхи (с суффиксом -ан- как в «Степан» от Степа).

Географически фамилия Тирюханов тяготеет к Поволжью и северо-восточным областям европейской России. Встречается она нечасто, и это наводит на мысль, что предки носителей не принадлежали к массовым потокам переселенцев, а жили достаточно локально. Прозвище или имя Тирюха не несло в себе ни ремесла, ни социального статуса — оно просто обозначало человека по имени. Крестьяне, посадские люди, возможно, мелкие служилые — сословный состав мог быть разным, но однозначно не дворянским (фамилия не оформилась по типу -ский/-ской, характерному для знати).

Если сравнивать с однокоренными вариантами, то Тирюханов стоит в одном ряду с Терентьевыми, Терёхиными и Терюхановыми. Но именно форма с «и» в корне — самая редкая и указывает на конкретный диалектный ареал, где имя произносили именно так. В современных записях фамилия встречается спорадически, и её носители могут с удивлением обнаружить, что их фамилия — это не искажённое иноязычное слово, а просто «сын Терентия», только в народном звучании.