Фамилия Молохина — женская форма, а мужская, соответственно, Молохов. Её основа — прозвище Молох. Само слово «молох» в русских говорах многозначно, и от того, какое значение вкладывали в него при прозвище, зависит версия происхождения фамилии.

Самая прямая и бытовая версия отсылает к глаголу «молотить». Молохом в диалектах называли того, кто молотит, — работника на току, крестьянина, занятого обмолотом зерна. Это типичное профессиональное прозвище по роду занятий. Такие прозвища были распространены в земледельческих регионах, и фамилия могла закрепиться в любой из хлеборобных губерний центральной России.

Другая, более редкая версия, связывает прозвище с именем языческого божества Молоха, которому приносили человеческие жертвы. В народе это имя могло стать прозвищем для человека сурового, требовательного или даже жестокого — как в прямом смысле, так и в ироничном, например, для строгого хозяина или начальника. Однако в русской ономастике такие библейские и мифологические параллели встречаются реже, чем бытовые прозвища, поэтому версия с молотьбой выглядит убедительнее.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: сын Молоха, дочь Молоха. Это типичная модель для русских фамилий, образованных от прозвищ или имен, оканчивающихся на -а, -я. Фамилия Молохина не относится к числу дворянских или разночинных — скорее всего, она крестьянского или мещанского происхождения. Встречается она не повсеместно, а сконцентрирована в определённых областях, в частности, в старых записях её фиксируют в Тверской и Ярославской губерниях, что косвенно подтверждает версию о происхождении от земледельческого прозвища.