Фамилия Алхимава — редкий случай, когда основа угадывается не сразу, а приглядеться стоит к суффиксу. Окончание -ава выдает в ней не типичную русскую модель на -ов/-ев, а скорее западную или южную огласовку. Скорее всего, перед нами фамилия, записанная по белорусской или украинской фонетике, где «ов» перешло в «аў» (на письме — «ав»), а затем в «ава». То есть в основе лежит имя или прозвище Алхим.

Само имя Алхим — это народная, разговорная форма канонического имени Евфимий (в просторечии — Ефим). В белорусском и украинском языках греческое «Euthymios» через ряд промежуточных ступеней (Охвим, Охтим, Алхим) дало вариант с начальным «А». Так что носитель фамилии Алхимава — потомок человека по имени Алхим, то есть Ефим. Суффикс -ава указывает на принадлежность: «чей?» — Алхимов, то есть сын или слуга Алхима.

Географически фамилия тяготеет к западным областям бывшего Великого княжества Литовского — современная Беларусь, западная Украина, юго-западные районы России (Брянщина, Смоленщина). Там звук «ф» в просторечии часто заменялся на «хв» или «х», а безударное «о» редуцировалось до «а», что и дало форму «Алхим». Встречаются варианты написания: Алхимов (русская литературная форма), Алхiмаў (по-белорусски), Алхимова (женский вариант).

Сословных ограничений у фамилии не было. Алхимом могли называть и крестьянина, и мещанина, и казака. В ревизских сказках XIX века по Могилёвской и Витебской губерниям такие фамилии встречаются у государственных крестьян и однодворцев. Редкость фамилии объясняется тем, что имя Алхим не вошло в общерусский обиход, а осталось локальным диалектным вариантом.