Фамилия Тюхматьев — редкий случай, где прозвище, лёгшее в основу, почти полностью вытеснило память о реальном значении. На слух она кажется или искажённой, или искусственной, но на деле за ней стоит живая диалектная лексика русского Севера.

Ключ к разгадке — в корне «тюх-». В архангельских и вологодских говорах «тюха» или «тюхтя» означало человека неповоротливого, мешковатого, медлительного. Это не грубое ругательство, а скорее бытовая характеристика — этакий увалень, который всё делает не спеша, с ленцой. Суффикс «-мат-» в этом слове — редкий словообразовательный элемент, который мог усиливать пренебрежительный оттенок (как в диалектном «тюхомат» — тот же смысл). Фамилии с таким суффиксом встречаются единично, и Тюхматьев — один из немногих примеров, что делает её ценной для ономастов.

Формант «-ев» указывает на принадлежность: «сын Тюхматая». То есть прозвище Тюхматай получил родоначальник, а его дети стали Тюхматьевыми. Географически фамилия тяготеет к северным регионам России — Вологодчине, Архангельской области, Костромскому краю. В центральных и южных областях она почти не встречается, что подтверждает её диалектное происхождение.

Встречается и вариант написания через «о» — Тюхмотьев, но он ещё реже. В дореволюционных метрических книгах можно найти формы с двойным «т» — Тюхматтьев, что связано с особенностями произношения в северных говорах: там часто «утягивали» согласные.

Социально предки Тюхматьевых, скорее всего, были крестьянами-северянами, возможно, из числа черносошных (государственных) крестьян, которые не знали крепостного права. Никаких дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано — это чисто народная, «земляная» фамилия, сохранившая в себе живую речь Русского Севера.