Фамилия Махалкина — женская форма фамилии Махалкин, и её происхождение стоит искать в прозвище или имени, от которого она образована. Самая вероятная основа — слово «махалка», которое в русских говорах имело несколько значений. В первую очередь, это «кисть, бахрома» или «тряпка для обтирания», но также и «мотылек, бабочка» (от глагола «махать» — порхать). Прозвище Махалка могли дать человеку за суетливость, подвижность, за манеру быстро ходить или жестикулировать, словно «махать». Менее вероятно, но возможно, что прозвище относилось к ремеслу: так могли называть торговца мелким товаром или красильщика, работавшего с кистями.

Модель образования фамилии проста: основа Махалк- + суффикс -ин. Суффикс -ин в русских фамилиях указывает на принадлежность: «чей сын?» — Махалкин, то есть сын Махалки. Это типичная патронимическая модель для центральных и северных регионов России, где фамилии на -ин так же распространены, как на -ов/-ев на юге. Форма Махалкина, соответственно, означает «жена или дочь Махалкина».

В ономастических словарях фамилия не упоминается как редкая, но и не входит в число самых частых. Сравнение с однокоренными фамилиями — Махалов, Махаев, Махальников — показывает, что все они восходят к тому же глаголу «махать» или его производным. При этом Махалкин стоит особняком: суффикс -к- в основе (Махалк-) придаёт прозвищу уменьшительно-пренебрежительный оттенок, что характерно для деревенских, бытовых прозвищ. В дворянской среде такие фамилии почти не встречались — это фамилия крестьянская или мещанская, что подтверждается и её географией: наибольшая концентрация носителей фиксируется в Пермском крае, Кировской и Нижегородской областях, то есть в зоне старого русского заселения.

Встречаются и более экзотические версии: от тюркского имени Махал (с ударением на второй слог) или от названия реки Махалка (приток Дона). Но эти гипотезы слабы — для первой нет массовых антропонимических подтверждений, а вторая привязана к узкому локальному ареалу, где фамилия не зафиксирована. Поэтому основная версия — от русского прозвища Махалка — остаётся наиболее правдоподобной и простой.