Фамилия Козлихин образована от нецерковного личного имени или прозвища Козлиха, которое, в свою очередь, восходит к названию животного «коза». В древнерусской традиции такие имена были распространены: родители могли назвать ребёнка Волком, Белкой, Соловьём или Козлихой, веря, что природа воспримет его как своего и передаст ему полезные качества — в данном случае, возможно, здоровье, плодовитость или жизненную силу, которыми наделяли это животное.

Однако в основе фамилии лежит не мужское имя, а женская форма — Козлиха. Это сразу подсказывает, что перед нами не патронимическая фамилия (вроде Козлов — от Козёл), а фамилия, построенная по модели, характерной для северных и северо-восточных русских земель: суффикс -их- указывал на принадлежность к дому или семье. В говорах Архангельской, Вологодской, Вятской губерний «Козлиха» — это жена или вдова человека по прозвищу Козёл. Отсюда и фамилия Козлихин: буквально «чей?» — из семьи Козлихи, то есть потомок женщины, которую так звали по мужу.

Имя Козлиха могло быть и охранительным. Давая ребёнку имя, связанное с животным, родители надеялись обмануть злых духов: мол, это не наш дитя, а детёныш козы, и сглаз его не возьмёт. Но в случае с фамилией Козлихин эта версия менее вероятна: прозвище Козлиха чаще давалось взрослой женщине — за характер, манеру поведения или внешность, а не новорождённому.

Фамилия редкая. Встречается в основном на Русском Севере, а также в Поволжье, куда переселенцы принесли северный тип фамилий на -ихин. Сравните с однокоренными Козлов, Козловский, Козлин: все они восходят к тому же корню, но Козлихин стоит особняком — он прямо указывает на женщину как на главу семьи или родоначальницу, что для русской ономастики XVI–XVII веков нехарактерно.