Фамилия Балховитинова — женская форма от Балховитинов, и её разбор стоит начать не с корня, а с суффикса. Окончание -ов указывает на типичную русскую патронимическую модель: «чей?» — «Балховитинов», то есть сын Балховитина. А вот основа Балховитин — это уже отчество от прозвища или имени Балхо́в/Балха́н, что сразу отсылает нас к географии.

Самая вероятная версия — связь с топонимом Болхов (город в Орловской области, известный с XIII века). В старых говорах «а» и «о» в безударной позиции не различались, и фамилию могли записать через «а»: Балховитинов. Житель Болхова назывался болховитином — человек из Болхова. Прибавив суффикс -ов, получили фамилию, означающую «потомок болховитина». Это подтверждается и тем, что фамилия встречается в центральных и южных регионах России, особенно в Орловской, Тульской, Калужской губерниях — как раз вокруг Болхова.

Менее распространённая, но возможная версия — от прозвища Балха́н, которое могло дать человеку с крупным, «балханным» (выпуклым) лбом или носом. В диалектах слово «балхан» означало «бугор», «холм», «выступ». Тогда Балховитинов — «сын того, кого звали Балхан». Но эта гипотеза слабее: прозвище Балхан крайне редко, а вот топонимическая модель «житель города + -итин» (как москвитин, тверитин) продуктивна в XV–XVII веках.

Интересно, что фамилия не получила широкого распространения и осталась локальной. В XIX веке её носители — в основном мещане и духовенство. Самый известный представитель — Евгений Болховитинов (митрополит Киевский и Галицкий, историк), и хотя его фамилия пишется через «о», это тот же корень. Вариант «Балховитинов» — орфографическая разновидность, закрепившаяся в письменных источниках из-за акающего произношения. Сегодня фамилия встречается редко, в основном в Орловской области и среди потомков переселенцев в Сибири.