Фамилия Денисихин — один из тех случаев, где суффикс «подсказывает» ответ быстрее, чем корень. Окончание -ин указывает на притяжательную модель: такую фамилию давали по имени или прозвищу отца. В основе лежит имя Денисиха — а это, в свою очередь, женская форма от Денис. То есть Денисихин — буквально «сын Денисихи». Такие фамилии, образованные от женского прозвища или имени матери, встречаются реже, чем патронимы на -ов/-ев, и часто указывают на особые семейные обстоятельства: например, если мать была вдовой или играла заметную роль в хозяйстве.

Корень фамилии восходит к крестильному имени Денис — народной форме канонического Дионисий. Имя древнегреческого происхождения, связанное с богом виноделия Дионисом, в народной среде быстро утратило книжное звучание и дало множество производных: Денисов, Денисьев, Денисенко, Денискин. Денисихин стоит в этом ряду особняком — он образован не напрямую от Денис, а от промежуточной формы Денисиха. Такое «удвоение» суффиксов (сначала -их(а), потом -ин) характерно для северных и северо-восточных говоров, особенно для Вятской, Пермской и Архангельской губерний.

Географически фамилия редкая и локальная. По данным переписей и метрических книг XIX — начала XX века, Денисихины встречаются почти исключительно в бассейне Вятки и на Урале. В центральных и южных губерниях России эта фамилия практически не фиксируется. Это дополнительно подтверждает версию о северном происхождении: именно в тех краях была распространена модель «имя матери + -ин» для обозначения потомства.

Словообразовательно фамилия прозрачна, но не тривиальна. В ней нет ни тюркских, ни финно-угорских элементов — это чисто русская крестьянская фамилия, возникшая в среде, где семейные прозвища передавались по материнской линии чаще, чем в других регионах. В отличие от более известных Денисовых, носители фамилии Денисихин почти наверняка происходят из одного корня — небольшой группы семей, где закрепилось именно это прозвище.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Денисихин стоит в одном ряду с Денисихиным (вариант написания, встречающийся в старых документах), Денисиковым и Денисовым. Но в отличие от них, он несёт отчётливый отпечаток диалектной традиции. Для человека, носящего эту фамилию, поиск предков стоит начинать с Вятской губернии — именно там, скорее всего, жила та самая Денисиха, чьё имя закрепилось за её детьми.