Фамилия Тутыхин образована по одной из самых распространённых в русском языке моделей — с помощью суффикса -ин, который указывает на принадлежность: «чей?» — Тутыхин, то есть сын или потомок Тутыхи. Основа здесь — прозвище или некалендарное имя Тутыха, а оно, в свою очередь, восходит к глаголу «тутыкать» или «тутать». В северных и центральных говорах так называли того, кто привык вставлять в речь слова-паразиты «тута», «тут» или «туды». Фамилия, таким образом, из разряда «говорящих»: предок мог получить прозвище за манеру говорить, за повторяющееся словечко.

Важная деталь, которая редко встречается в описаниях этой фамилии: ударение. В фамилии Тутыхин оно, скорее всего, падает на второй слог — Туты́хин, а не на первый. Это косвенно подтверждает, что корень не от «тут» (где ударение на «у»), а от «туты́кать» — говорить «туты» вместо «здесь». Если бы основа была от имени Тута (краткая форма от Артемий или Фотий), ударение чаще ставилось бы на первый слог: Ту́тахин. Но форма Туты́ха с ударным «ы» указывает именно на глагольное происхождение.

В географическом плане фамилия редкая и локальная. Основные очаги бытования — бывшие Вятская и Пермская губернии, а также северные районы Нижегородской области. Там диалектное «туты́кать» было в ходу, и прозвища такого рода давали охотно. В центральных областях России фамилия почти не встречается, что делает её характерной именно для северного и уральского региона.

С точки зрения социальной истории, Тутыхины — это, вероятнее всего, крестьяне или посадские люди. В дворянские роды фамилия не попала, в списках служилого сословия не значится. Это «низовая» фамилия, возникшая в среде, где прозвище могло закрепиться за целым родом ещё в XVI–XVII веках.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Тутаев, Тутанов — показывает, что Тутыхин стоит особняком. У тех основа — личное имя Тута (от Артемий) или тюркское «тутай» (жеребёнок). У Тутыхина же основа чисто русская, диалектная, и это делает её интересным объектом для этимолога: она сохранила живое слово, которое сейчас почти вышло из употребления.