Фамилия Толстухин — это типичный пример того, как на Руси прозвище превращалось в родовое имя. В основе лежит прозвище Толстуха, которое давали человеку не только за полноту. В старину это слово имело более широкий смысл: так могли назвать и физически крепкого, сильного человека, и богатого, состоятельного хозяина, чей «вес» в обществе был ощутим. Поэтому, вопреки распространённому мнению, предок-Толстуха вовсе не обязательно был тучным — он мог быть просто зажиточным и уважаемым.

Образование фамилии простое и прозрачное: к основе Толстух- добавили типичный русский суффикс -ин, указывающий на принадлежность. Если разобрать по модели, то «Толстухин» буквально означает «сын Толстухи» или «человек из рода Толстухи». Такая модель с суффиксом -ин была самой распространённой в северных и центральных русских землях, тогда как на юге и западе чаще использовали -ов/-ев. Это косвенно может указывать на географию происхождения рода, хотя без серьёзных генеалогических изысканий утверждать это преждевременно.

Само прозвище Толстуха образовано от прилагательного «толстый» с помощью суффикса -ух(а), который в древнерусском языке придавал слову фамильярный, бытовой оттенок. Подобные прозвища были частью живой народной речи: так же появлялись имена вроде Грязнуха, Вертуха или Кривуха. Позже, когда прозвище закрепилось за потомками и перешло в фамилию, первоначальный насмешливый или описательный смысл стёрся, оставив лишь родовую память.

Стоит отметить, что фамилия Толстухин — не единственная в этом семействе. Однокоренные Толстухин, Толстунов, Толстых, Толстяков и даже Толстобров образованы от разных форм одного корня. Такое разнообразие показывает, что прозвища с корнем «толст-» были востребованы по всей России, но в каждом регионе их оформляли по-своему. Это лишний раз подтверждает, что процесс формирования фамилий шёл независимо в разных местностях, и привязывать фамилию Толстухин к одной конкретной области можно только после изучения архивных документов.

Как и большинство русских фамилий, Толстухин окончательно закрепился в качестве наследственного имени не раньше XVI–XVII веков, когда государство начало массово требовать фиксации фамилий для податных и служилых людей. До этого прозвище могло жить несколько поколений, передаваясь от отца к сыну, но не будучи записанным официально. Поэтому точное время и место возникновения фамилии остаются открытым вопросом — ответ на него дадут только глубокие генеалогические исследования в конкретных архивах.