Фамилия Выхухоль — редкий случай, когда в основе фамилии лежит не имя, не профессия и не географическое название, а название животного. Выхухоль — это небольшой зверёк из семейства кротовых, обитающий в поймах рек. Фамилия образована напрямую от этого слова, без добавочных суффиксов: Выхухоль — это чистое прозвище, которое не трансформировалось в стандартные «Выхухолев» или «Выхухольев». Такая модель характерна для прозвищ, закрепившихся в виде фамилии без изменений, — по сути, это окаменевшее народное имя.

Слово «выхухоль» — древнерусское, этимологически сложное. Его корень восходит к глаголу «вухати» (пахнуть, издавать запах) и связан с характерным мускусным запахом, который выделяют железы зверька. То есть прозвище Выхухоль могли дать человеку либо из-за внешнего сходства с животным (например, за длинный нос или манеру двигаться), либо иронично — за неприятный запах или любовь к воде. Вторая версия более правдоподобна: в русских говорах прозвища по запаху или физическим особенностям были распространены, а выхухоль — зверёк малозаметный, но с яркой «визитной карточкой».

Географически фамилия почти не встречается в центральных регионах России. Основной ареал бытования — бассейн Оки и Дона, где исторически водилась выхухоль. Выхухоль — животное краснокнижное, и его название не было общеупотребительным в быту, поэтому фамилия могла возникнуть только в местах, где зверька хорошо знали охотники или рыбаки. В других регионах прозвище «Выхухоль» просто не прижилось бы, так как слово было непонятным.

Словообразовательно фамилия уникальна ещё и тем, что не имеет аналогов среди других «звериных» фамилий. Обычно русские фамилии от названий животных образуются с суффиксами: Волков, Лисицын, Зайцев. Выхухоль — исключение, она стоит в ряду таких редких бессуффиксных фамилий, как Соловей, Жук, Кулик. Это указывает на то, что прозвище закрепилось в качестве фамилии достаточно поздно, уже в XVIII–XIX веках, когда стандартные модели фамилий были отработаны, но местные особенности ещё могли давать нестандартные формы.

В документах фамилия фиксируется крайне редко. В переписных книгах XVII–XVIII веков её нет, что неудивительно: выхухоль не была ни промысловым зверем первой необходимости, ни тотемным животным. Скорее всего, фамилия возникла как уличное прозвище в какой-то одной деревне или нескольких сёлах и передавалась по наследству без изменений. Носители фамилии Выхухоль сегодня — потомки тех, кто жил в пойменных районах и мог получить это прозвище за какую-то заметную черту, связанную с запахом или внешностью.