Фамилия Мельчихин — редкий случай, когда основа спорит с суффиксом. На первый взгляд она похожа на типичную русскую фамилию на -ин, образованную от имени или прозвища на -а: Мельчиха. Но если копнуть глубже, выясняется, что перед нами, скорее всего, не женское прозвище, а вариант суффикса -их-, характерный для севера и Поволжья.

Мельчихин происходит от прозвища Мельчиха. Такая форма — не женское имя, а архаичная притяжательная модель: «чей?» — Мельчихин, то есть «сын Мельчихи». В русских говорах, особенно в вятских и пермских, фамилии на -их (Мельчих, Глухих, Чутких) застывали в родительном падеже множественного числа. Но Мельчихин пошёл другим путём: к основе Мельчих- добавили ещё один патронимический суффикс -ин. Получилась двойная «привязка» к роду — редкая черта, которая говорит о том, что фамилия закрепилась в письменных документах поздно, уже после того, как прозвище стало наследственным.

Что такое «мельчиха»? Скорее всего, это не «мельничиха» (жена мельника), хотя такое сближение напрашивается. В говорах «мельчиха» — прозвище человека маленького роста, щуплого, «мелкого». Корень «мелк-» давал множество прозвищ: Мелька, Мельчак, Мельчиха. Второй вариант — от глагола «мельчить» (дробить, крошить), так могли назвать скрягу или человека, который делал всё слишком тщательно, «по мелочам».

Географически фамилия тяготеет к северо-востоку: Кировская область, Пермский край, Удмуртия. В XIX веке Мельчихины — преимущественно государственные крестьяне, реже мещане. Выходцы из Вятской губернии, где фамилии на -их и -ин часто конкурировали, и Мельчихин — пример того, как местная модель (-их) «обрусела» под влиянием общепринятого суффикса -ин.

Спорных версий две. Первая — от крестильного имени Мелхиседек (редкое, но бытовавшее в простонародье как Мельчиха). Вторая — от тюркского «мельчи» (писарь). Обе маловероятны: первая требует сильного искажения, вторая не находит подтверждения в местах расселения носителей. Прозвищное происхождение от «мелкого» или «крошащего» остаётся самым надёжным объяснением.