Фамилия Тюхтинова — женская форма фамилии Тюхтинов. В её основе лежит прозвище или некалендарное имя Тюхтя, которое, скорее всего, связано с диалектным словом «тюхтя» — так в некоторых русских говорах называли человека медлительного, неповоротливого или неряшливого. Слово это звукоподражательное, близкое к «тюх-тюх» — передаче тяжёлой, неуклюжей походки. В словаре Владимира Даля «тюхтя» — это «нерасторопный, вялый человек, разиня».

Модель образования фамилии стандартная для русского севера и центральных областей: от прозвища на -а/-я с помощью патронимического суффикса -ин. Тюхтинов буквально означает «сын Тюхти». Само прозвище Тюхтя могло быть ироничным или охранительным — в крестьянской среде нередко давали «некрасивые» имена, чтобы отвести от ребёнка сглаз. Со временем прозвище закрепилось как фамилия, и его первоначальный смысл перестал восприниматься напрямую.

Фамилия довольно редкая. Её географические корни, вероятно, лежат в северных и центральных губерниях России, где были распространены фамилии на -ин и диалектная лексика с корнем «тюх-». Встречаются однокоренные фамилии: Тюхтин, Тюхтяев, Тюхтяков — все они образованы от того же прозвища, но с разными суффиксами. Появление варианта Тюхтинов вместо более ожидаемого Тюхтин может объясняться влиянием фамилий на -инов (типа Львов — Львинов) или просто случайной фиксацией в документах.

Сословная принадлежность предков Тюхтиновых — скорее всего, крестьянство или мещанство. Дворянских родов с такой фамилией в родословных книгах не зафиксировано. В дореволюционных источниках фамилия встречается в основном в метрических книгах сельских церквей Вологодской, Костромской и Вятской губерний.