Фамилия Втюрина образована от прозвища Втюря. В его основе — диалектный глагол «втюрить», который в старину имел несколько значений. Чаще всего так говорили о человеке, которого «втюрили» в какое-то дело — то есть втравили, втянули, ввели в беду или убыток. Но было и другое, бытовое значение: «попасть во что нечаянно», а также «безумно влюбиться». Поэтому прозвище Втюря могли дать по двум совершенно разным причинам: либо человеку, которому постоянно не везло и он вечно оказывался в неприятных историях, либо, наоборот, влюбчивому и эмоциональному человеку.

Словообразовательная модель фамилии проста и прозрачна: к основе прозвища Втюр- добавился суффикс -ин, который в русских фамилиях указывает на принадлежность («чей?» — сын Втюри). Такая модель типична для центральной России и Поволжья. Фамилии на -ин образуются от слов, оканчивающихся на -а/-я, что и подтверждает форму Втюря как исходное прозвище.

Эта фамилия — редкая, встречается преимущественно в нескольких регионах, что указывает на локальное происхождение. В отличие от распространённых фамилий на -ов, Втюрина могла закрепиться в одной местности и не получить широкого распространения. Не исключено, что первоначально прозвище звучало как Втюра, а в говорах с аканьем или цоканьем трансформировалось в Втюря.

Сравнение с однокоренными фамилиями, такими как Втюрин, Втюров, Втюрихин, показывает, что основа «втюр-» в русской ономастике редка и не имеет массовых параллелей, что делает фамилию Втюрина особенно интересной для локальной генеалогии.