Фамилия Тутыхина — женская форма фамилии Тутыхин, и её происхождение напрямую связано с редкой словообразовательной моделью на -ихин. Это сразу выделяет её на фоне массовых фамилий на -ов и -ев. Суффикс -ихин в русских фамилиях указывает на принадлежность по женской линии: «чей?» — Тутыхина, то есть дочь или жена Тутыхи. Сама основа «Тутых» — это, скорее всего, нецерковное имя или прозвище.

Корень «тут-» или «туты-» в русских говорах многозначен. В северных и сибирских диалектах «тута» — это и «здесь», и «вот», но прозвище могли дать не от местоимения, а от глагола «тутыкать» — делать что-то неловко, неумело, мешкать. В этом случае Тутых — человек медлительный или нерасторопный. Однако есть и другая, более конкретная версия: в рязанских и тамбовских говорах «тутыка» — это курица-наседка, которая квохчет и суетится. Прозвище могло закрепиться за хлопотливой, суетливой женщиной, а затем перейти на мужчину, которого так дразнили за характер.

Географически фамилия тяготеет к центральным и северным регионам России. Встречается в старых переписях Вологодской, Костромской и Нижегородской губерний, что косвенно подтверждает диалектное происхождение. Форма на -ихин характерна именно для северных и северо-восточных областей, где такие фамилии образовывались от прозвищ в родительном падеже множественного числа (Тутыхиных — из дома Тутыхиных).

Сословно носители фамилии в большинстве были крестьянами или посадскими людьми. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что типично для прозвищ, возникших в крестьянской среде. В XIX веке фамилия могла писаться с вариациями: Тутыкин, Тутыков, но форма Тутыхин/Тутыхина устойчиво сохранилась именно в тех семьях, где прозвище закрепилось через женскую линию.

Спорных версий у этой фамилии немного: вряд ли её можно связать с тюркскими корнями (например, с «туты» — «знамя»), так как суффикс -ихин нехарактерен для тюркских заимствований. Правдоподобнее всего — местное, бытовое прозвище, отражающее либо характер («суетливый, как наседка»), либо манеру поведения («тутыкающий», то есть делающий всё с запинкой).