Фамилия Хихелов — редкий случай, когда основа прозвища почти наверняка связана со звукоподражанием. В русских говорах глагол «хихикать» и однокоренное междометие «хи-хи» известны повсеместно. Человек, получивший прозвище Хихела или Хихел, мог отличаться негромким, характерным смехом, склонностью посмеиваться в разговоре. Модель образования проста: суффикс -ов присоединился к основе Хихел, превратив личное прозвище в фамилию, отвечающую на вопрос «чей?» — сын Хихела.

Менее вероятна, но возможна связь с диалектным словом «хихель» — так в некоторых областях называли хилого, тщедушного человека (от «хилый» с экспрессивным удвоением). Однако фонетически это менее убедительно: ударение в фамилии падает на второй слог (Хихе́лов), что естественно для основы, образованной от глагольного междометия «хи-хи», а не от прилагательного «хилый». В любом случае, фамилия не имеет отношения к церковным или библейским именам и не связана с географическими названиями.

Встречаемость фамилии крайне низкая. Основной ареал, по данным современных телефонных справочников и архивных выборок, — юг России, в частности Ростовская область и Краснодарский край. Возможно, фамилия закрепилась в казачьей среде, где прозвища по поведенческим чертам давали охотно. Социальный статус первых носителей, скорее всего, крестьянский или мещанский: прозвища такого типа редко встречаются у дворянства.

Словообразовательная модель — типичная для русских фамилий на -ов, но сама основа уникальна. В отличие от фамилий от глагола «хохотать» (Хохлов, Хохловский), вариант с «хи-хи» сохранился в единичных случаях. Ономастический словарь Б. Унбегауна не фиксирует фамилию Хихелов, что подтверждает её редкость. Если искать параллели, то логичнее всего сравнивать её с фамилиями вроде Хихин, Хиханов — все они держатся на той же звуковой основе, обозначающей смех или усмешку.