Фамилия Мехальков образована от просторечной формы крестильного имени Михаил — Меха́ль. В народной речи имя Михаил, особенно в южнорусских и украинских говорах, звучало как Михаль, а уменьшительная форма Мехаль возникла через замену начального «ми» на «ме» и усечение окончания. Такая фонетическая трансформация — характерное явление для диалектов, где безударное «и» переходило в «е»: отсюда же Мелентий (вместо Милентий) или Меркул (вместо Меркурий).

Суффикс -ов указывает на принадлежность: Мехальков буквально означает «сын Мехаля». Это типичная русская патронимическая модель, закрепившаяся в фамилиях в XVI–XVII веках. Интересно, что фамилия сохранила архаичную огласовку, не перейдя в более привычную форму Михальков. Встречаются и параллельные варианты — Михальков, Михалёв, Мехалев, но Мехальков стоит особняком: он фиксирует именно ту диалектную форму, которая в центральных говорах почти исчезла.

Географически фамилия тяготеет к южным областям России — Курской, Белгородской, Воронежской, а также к востоку Украины. В этих местах имя Михаил в бытовом общении сокращали до Мехаля, а не до Миши. Поэтому предки носителей фамилии, скорее всего, были крестьянами или посадскими людьми из чернозёмной полосы, где фамилии на -ов закреплялись за целыми семьями по имени главы двора.

Спорных версий у фамилии немного. Иногда её связывают с прозвищем Мехаль от глагола «мехать» (мешать, препятствовать), но это маловероятно: глагол редок в южных говорах, а имя Михаил даёт более естественное и массовое объяснение. Ономастический словарь Б. Унбегауна прямо относит подобные формы к производным от Михаила, что и следует считать основным вариантом.