Фамилия Втюрин образована от прозвища Втюря. В основе лежит диалектный глагол «втюрить», который в старину имел несколько значений: «втравливать, втягивать, вводить в беду, убыток»; «попасть во что нечаянно»; «безумно влюбиться». Прозвище Втюря могли дать человеку, которому хронически не везло, — он то и дело попадал в трудные или убыточные истории. Но есть и другая сторона: «втюриться» означало сильно влюбиться, поэтому Втюрей могли прозвать и влюбчивого, эмоционального человека.

В словообразовательном плане фамилия простая: суффикс -ин указывает на принадлежность («чей?»), то есть Втюрин — это сын Втюри, потомок того самого неудачника или романтика. Такая модель типична для русских фамилий, образованных от прозвищ на -а/-я.

Особенность фамилии в том, что её корень — редкий и почти исчезнувший из живого языка. В отличие от Второвых или Вторых (от «второй»), здесь связь с числительным ложная: это чисто прозвищная основа. В современных говорах «втюрить» сохранилось только в значении «влюбиться» и то с ироничным оттенком.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным областям России — там, где диалектная лексика лучше сохранялась в документах XVII–XVIII веков. В переписных книгах того времени Втюрины могли быть крестьянами или посадскими людьми, но сословных ограничений у прозвища не было: его могли дать и боярскому холопу, и свободному ремесленнику.