Фамилия Витуханов — редкий пример фамилии, образованной не от церковного или распространённого русского имени, а от прозвища, которое, скорее всего, описывало внешность или повадку человека. Основа здесь — «витуха» или «витух». В русских говорах так могли называть вертлявого, непоседливого человека, того, кто постоянно «вьётся», крутится, не стоит на месте. Корень «вит-» (вить, виться) даёт прямую связь с движением и формой: витун, витуха — тот, кто вьётся, извивается, либо же мастер, который что-то плетёт или вьёт (например, верёвки). Слово «витуха» фиксируется в словаре В. И. Даля в значении «вертлявый, непоседливый человек».

Суффикс «-ан» в основе (Витухан) — характерный для русских прозвищ увеличительный или уничижительный оттенок, он усиливает признак: не просто витуха, а большой витуха. Такая модель (основа + -ан + -ов) встречается в фамилиях вроде Губанов (от «губа» — рот, губастый), Пузанов (от «пузо»). То есть прозвище Витухан давали человеку заметно вертлявому, суетливому или, наоборот, тому, кто занимался витьём канатов.

По географии фамилия крайне редкая, встречается в основном в центральных и южных областях России, но без массового скопления в одном регионе. В дореволюционных источниках носители Витухановы — чаще крестьяне или мещане, что типично для фамилий, образованных от прозвищ, а не от имени или профессии. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано.

Версия о происхождении от тюркского или кавказского имени маловероятна: фамилия с суффиксом «-ов» и прозрачной славянской основой вряд ли могла возникнуть из иноязычного источника. Если бы корень был заимствован, он бы дал другую модель (например, без суффикса -ан-). Так что наиболее правдоподобно — исконно русское прозвище, закрепившееся в качестве фамилии где-то в XVII–XVIII веках.