Фамилия Балхаева — редкий случай, когда географическая привязка просматривается яснее, чем значение корня. Начинать стоит с того, что перед нами форма женского рода; мужской вариант — Балхаев. Основа фамилии — прозвище или имя Балхай, которое, скорее всего, имеет тюркские корни. В казахском, башкирском и татарском языках «бал» означает «мёд», а аффикс -хай мог придавать уменьшительно-ласкательный или характеризующий оттенок. Таким образом, Балхай — это «сладкий», «медовый», возможно, ласковое прозвище ребёнка или человека с мягким, приятным нравом. Встречается и другая версия: в некоторых тюркских диалектах «балха» — это «болото», «топь», и прозвище могли дать жителю сырой, болотистой местности. Но первая, «сладкая» гипотеза правдоподобнее: она типична для тюркской антропонимии, где ласковые прозвища на -ай (Каратай, Сарыбай) очень распространены.

Суффикс -ев указывает на типичную русскую модель образования фамилий от тюркских основ. Это не значит, что предки были русскими: фамилию могли получить при крещении или при записи в документы, когда к имени отца (Балхая) добавляли русский патронимический суффикс. Встречается такая фамилия преимущественно в регионах с тюркским населением — в Татарстане, Башкортостане, Казахстане, а также среди татарской диаспоры. Сословно предки Балхаевых могли быть и крестьянами, и служилыми татарами, и казахами — фамилия не даёт точной социальной привязки, но точно указывает на тюркоязычную среду происхождения.

В русских источниках фамилия зафиксирована с XIX века, но встречается нечасто. Например, в Оренбургской губернии среди татар-тептярей и башкир попадаются записи о Балхаевых. Известных носителей с общероссийской славой нет, что только подчёркивает локальный, семейный характер фамилии. Для человека с такой фамилией главный ключ к прошлому — это регион, откуда пошли его корни: скорее всего, это Волго-Уральский регион или северный Казахстан.