Фамилия Мальчихина — женская форма от Мальчихин, а та, в свою очередь, образована от прозвища или нецерковного имени Мальчик. В русской ономастике это редкий случай: фамилия сохранила не суффикс принадлежности -ов/-ев или -ин, а суффикс -их-/-ых-, типичный для северных и сибирских говоров. Такие фамилии (Коротких, Седых, Босых) обычно закрепляли за человеком из семьи: «Мальчихины» — буквально «из семьи Мальчика». В отличие от стандартной модели, где сын Ивана становится Ивановым, здесь фамилия указывала на принадлежность к роду, а не прямое отчество.

Основа «мальчик» в древнерусском языке означала не только ребёнка мужского пола, но и молодого слугу, подмастерья или младшего дружинника. В писцовых книгах XV–XVII веков встречаются записи: «Мальчик Офонька, крестьянин» или «Мальчик Ивашко, холоп». Прозвище могло закрепиться за человеком невысокого роста, младшим в семье или тем, кто в юности служил в работниках. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» модель на -их/-ых описана как характерная для северных областей (Архангельская, Вологодская, Вятка), что делает Мальчихина регионально маркированной фамилией.

Написание через «и» в суффиксе (-ихин) встречается реже, чем стандартное -ыхин, и может указывать на более позднюю фиксацию в документах: в XIX веке при переписях крестьян северных губерний писцы нередко заменяли диалектное «их» на литературное «ин», чтобы фамилия звучала привычнее для центральных канцелярий. Таким образом, Мальчихина, скорее всего, прошла через такую адаптацию, сохранив в основе память о прозвище предка.

Точных сведений о сословной принадлежности нет, но суффикс -их/-ых чаще встречался у крестьян и мещан, реже — у дворянства. В метрических книгах XIX века фамилия Мальчихин фиксируется в Вятской и Пермской губерниях, что подтверждает северное происхождение. Однокоренные фамилии — Мальчиков, Мальчонков, Мальчишкин — образованы от той же основы, но по другим моделям, и распространены шире, тогда как Мальчихин остаётся локальной, более редкой формой.