Фамилия Дуплихина — женская форма фамилии Дуплихин, и её разбор стоит начать с суффикса, который сразу выдаёт географию происхождения. Суффикс -их- (в мужском варианте -ихин) характерен для северных и северо-восточных русских говоров, особенно для Вологодской, Архангельской, Костромской и Вятской губерний. Такие фамилии образовывались от прозвищ, заканчивающихся на -их(а): Дуплиха — жена или вдова человека по прозвищу Дупло, а Дуплихин — соответственно, «сын Дуплихи», то есть потомок этой женщины. Это так называемые «матримониальные» или «матронимические» фамилии, которые фиксировали не отца, а мать или хозяйку дома, что в северных регионах было не редкостью из-за частых отходнических промыслов мужчин.

Основа фамилии — прозвище Дупло или Дуплиха. В русских говорах «дупло» — не только пустота в дереве, но и переносное прозвище для человека пустого, неосновательного, забывчивого или болтливого. В словаре Владимира Даля есть и другое значение: «дуплястый» — полый, а «дупляк» — дуплистое дерево. Однако в ономастике чаще встречается версия, что прозвище Дупло давали плотнику или бортнику — тому, кто выдалбливал ульи, корыта, лодки-однодеревки (долблёнки). Бортничество (сбор мёда диких пчёл из дупел) было распространённым промыслом в лесных северных губерниях, так что предок Дуплихиных вполне мог заниматься именно этим ремеслом.

Сравнение с однокоренными фамилиями показывает, насколько продуктивной была эта основа. Дупликов, Дуплищев, Дуплицкий — все они восходят к тому же корню, но с разными суффиксами. Фамилия Дуплихин стоит особняком благодаря редкому для центральной России суффиксу -ихин, который в XX веке часто «исправляли» на более привычный -ин, поэтому в современных справочниках можно встретить вариант Дуплихин, а его носителей — не только на Русском Севере, но и в Сибири, куда переселенцы увозили свои фамилии в XVII–XIX веках.

Точных сведений о сословной принадлежности Дуплихиных нет, но судя по модели образования и промысловой основе, это крестьянская фамилия, возникшая не позднее XVII века.