Фамилия Фролихина — это женская форма, а её основа, мужская фамилия Фролихин, встречается значительно реже, чем фамилии на -ов или -ин. Словообразовательная модель здесь необычная: суффикс -ихин. В русской ономастике суффикс -их- (в родительном падеже -ихо) указывает на принадлежность к женщине: «чей?» — «Фролихин», то есть сын или потомок женщины по имени Фролиха. Такая модель типична для северных и северо-восточных регионов России (Архангельская, Вологодская, Вятская губернии), где фамилии на -ихин, -ыхин, -ичев были распространены в крестьянской среде.

Сама основа — «Фрол». Это народная форма церковного имени Флор (лат. Florus — «цветущий»). В русском быту имя Фрол было очень популярно, особенно в среде крестьян и посадских людей, а день памяти святых мучеников Флора и Лавра (18 августа по старому стилю) считался конским праздником. Поэтому Фролами нередко называли детей, родившихся около этой даты, или просто давали имя в честь святого покровителя лошадей.

От имени Фрол образовалось множество прозвищ и фамилий: Фролов — самое распространённое, но также Фролкин, Фролков, Фролыгин. Фролихин стоит в этом ряду отдельно. Если Фролов — это прямой патроним («сын Фрола»), то Фролихин — это метронимическая фамилия, указывающая на мать или вдову, которую звали Фролиха (женщина, носившая имя по мужу — Фрол, или по своему имени — женская форма от Фрол). В деревнях, где мужчины часто уходили на промыслы или погибали, фамилии по матери были не редкостью.

Таким образом, первые носители фамилии Фролихин — это, скорее всего, крестьяне Русского Севера, чьим предком была женщина Фролиха, либо человек, которого в быту называли «Фролихин сын». Фамилия не дворянская, не купеческая, а корневая, народная, сохранившая архаичную модель образования. Встретить её сегодня можно там же, где она возникла — в северных и центральных областях России, хотя из-за миграций она разошлась шире. Написание через «и» (Фролихин, а не Фролыхин) указывает на то, что основа была зафиксирована в документах в форме «Фролиха», а не «Фролыха», что тоже характерно для северных говоров.