Фамилия Бухалёв — один из тех случаев, когда за основой стоит не имя, а прозвище, причём с несколькими возможными значениями. Исходная форма — Бухаль. Если отталкиваться от самого прямого корня, то на ум приходит украинский глагол «бухати» — «стрелять». В русских говорах есть и «бухало» в значении «ружьё». Отсюда первая версия: прозвище могли дать воину, охотнику или оружейнику — то есть человеку, чья жизнь и работа были связаны с огнестрельным делом.

Но есть и другой поворот. У В. И. Даля зафиксировано, что «бухать» значит ещё и «молвить слово напрямик», говорить резко и прямо, не выбирая выражений. В таком случае Бухалём могли прозвать человека прямолинейного, не стесняющегося в речах, возможно, грубоватого. Здесь прозвище переходит из профессиональной плоскости в характеристику поведения.

Не стоит сбрасывать со счетов и чисто звуковую, шумную природу слова. Бухалём в крестьянской среде могли окрестить того, кто работал с грохотом: молотил цепом, колол дрова, ковал металл — словом, производил много шума. Такая версия тоже укладывается в логику народных прозвищ, которые часто давались по одному яркому, бросающемуся в глаза или уши признаку.

В архивных записях фамилия встречается в разных регионах, что говорит о её давнем и не точечном бытовании. В Книге памяти Свердловской области значится Бухалёв Василий Семёнович, 1894 года рождения, из Егоршинского района. В Книге памяти Смоленской области — Бухалёв Николай Тимофеевич, 1892 года, из Вяземского района. А в Калининской области отмечена Бухалёва Анна Андреевна, родившаяся в 1869 году в деревне Борки Ольховской волости Новгородской губернии. Как видим, фамилия рассеяна от Урала до северо-запада России, что характерно для прозвищ, которые не привязывались к одному уезду, а возникали в разных местах независимо.

Суффикс -ёв указывает на типичную русскую модель образования: от прозвища на -аль (Бухаль) через притяжательное прилагательное («чей?» — Бухалёв сын, Бухалёв работник) к фамилии. Это одна из самых распространённых схем, но в сочетании с неочевидной основой она даёт редкую по звучанию фамилию.