Фамилия Мочихин образована от прозвища или нецерковного имени Мочиха. Это типичная «материнская» фамилия на -ин, указывающая на родство по женской линии: Мочихин — сын Мочихи. В русской ономастике такие фамилии нередко давали детям, которых воспитывала одна мать, или в семьях, где женщина играла заметную роль.

Корень моч- связан с древнерусским глаголом «мочити» (мочить, делать мокрым). Прозвище Мочиха могло относиться к женщине, чья работа была связана с водой: прачке, рыбачке, той, кто мочил лён или коноплю перед обработкой. В говорах «мочиха» иногда называли мокрую, дождливую погоду, но вряд ли это легло в основу прозвища — скорее, прозвание закрепилось за человеком по занятию или особенности.

Встречается версия, что Мочиха — вариант имени Моисей в народной форме (Мосей → Мося → Мочиха). Это возможно, но менее убедительно: суффикс -их- в русских прозвищах чаще образует названия по действию или профессии (ткачиха, повариха), а не уменьшительные от имён. Для уменьшительных форм от Моисея типичнее Мося, Мосейка.

Фамилия редкая, сконцентрирована в центральных и северных областях России — там, где были развиты промыслы, связанные с водой (Вологодчина, Костромская, Нижегородская губернии). Встречаются варианты написания Мочихин и Мочихин — с ударением на второй слог, что характерно для фамилий этой модели.

Однокоренные фамилии — Мочалов, Мочалин, Моченов — все от того же корня, но образованы по разным моделям и с разными оттенками значения. Мочихин стоит особняком: суффикс -их- указывает на женское прозвище, что делает фамилию интересным примером «матримониального» следа в русской антропонимии.