Фамилия Мавлихановы образована от мужского имени Мавлихан, которое складывается из двух основ. Первая часть — арабское имя Мавли со значением «господин» или «Аллах». Вторая часть — древнетюркское Хан, то есть «повелитель, властелин». Имя Хан давали мальчикам с пожеланием богатства и власти, а в сочетании с «Мавли» родители, нарекая ребёнка Мавлиханом, желали ему стать достойным мусульманином.

Словообразовательная модель здесь простая: к основе «Мавлихан» прибавили русский патронимический суффикс -ов, который отвечает на вопрос «чей?» и означает принадлежность к роду. Фамилия Мавлихановы — буквально «дети и потомки Мавлихана».

Сама фамилия относится к распространённому типу древнейших восточных фамилий, корни которых уходят в XV–XVII века. Своим происхождением она обязана тюркским носителям — выходцам из Золотой Орды, печенегам или половцам. Сведения о восточном происхождении фамилии подтверждаются соответствующим именем её родоначальника. Проникновению таких инонациональных основ в русские фамилии способствовал тот факт, что многие дворяне в России были нерусскими по происхождению. Однако сословная принадлежность носителей фамилии Мавлихановы не установлена — встречаются как дворянские, так и крестьянские ветви, поэтому привязывать фамилию исключительно к знатному роду не стоит.

У фамилии есть и более редкая форма — Мавлихановых, с окончанием на -их/-ых, характерным для северных и сибирских говоров. Это указывает на региональную ветвь рода, где фамилия закрепилась в форме «из дома Мавлихановых». В целом же фамилия Мавлихановы — памятник восточной письменности и культуры, сохранивший в своей основе имя, соединяющее арабскую и тюркскую традиции.