Фамилия Устюхина образована от женского имени Устюха — народной, разговорной формы канонического имени Иустиния (Юстиния). Само имя восходит к латинскому «юстус», то есть «правильный, справедливый», так что в основе фамилии лежит характеристика, которую давали предку за честный и ровный нрав. Покровительницей имени считают мученицу Иустину Антиохийскую: по преданию, она посвятила себя Богу и проповедовала, за что терпела насмешки и гонения, а затем была заточена и убита язычниками. Христиане нашли её останки и предали земле, а позже на том месте воздвигли часовню в честь святой.

Суффикс -ин в фамилии указывает на принадлежность: Устюхина буквально значит «дочь или жена Устюхи». В русской традиции фамилии с этим суффиксом чаще всего образовывались от имён или прозвищ отца, но здесь в основе женское имя. Это не редкость: в северных и центральных русских говорах, где женщины нередко вели хозяйство и пользовались авторитетом, детей могли записывать по матери, особенно если отец был неизвестен или отсутствовал. Поэтому род Устюхиных, скорее всего, пошёл от женщины, которую в округе звали Устюхой, — вдовы, солдатки или просто уважаемой хозяйки.

Интересно, что форма Устюха — не единственная производная от Иустинии. В народной среде бытовали и другие варианты: Устинья, Устя, Устюша. Фамилия Устюхина закрепилась именно с твёрдым -х-, что говорит о севернорусском или вятском происхождении: в этих говорах согласные часто смягчались иначе, чем в литературном языке, а суффикс -ух- был обычным для имён с ласкательным или обиходным оттенком.

Процесс формирования фамилий в России растянулся на несколько столетий, и окончательно говорить о точном месте и времени возникновения рода Устюхиных можно лишь на основании генеалогических исследований. Но само имя-основа не оставляет сомнений: предки носительниц этой фамилии были крещёными людьми, а их родословная уходит в ту эпоху, когда церковные имена в быту переделывали на свой лад, создавая тёплые, домашние формы, которые потом становились фамилиями.