Фамилия Ольхин образована от личного имени или прозвища Ольха, и у этого имени есть две основные версии происхождения. Согласно первой, в основе лежит название дерева — ольха. В народной традиции имя, данное по названию растения, должно было сделать ребенка «своим» для природы и передать ему свойства дерева: считалось, что ольха обладает стойкостью, неприхотливостью и способностью расти на бедной почве. Такие мирские имена были распространены в крестьянской и посадской среде до XVII века, когда церковь не допускала к крещению, но в быту людей продолжали звать по-домашнему.

Вторая версия связывает имя Ольха с просторечной формой канонического имени Олег. Оно пришло из скандинавского языка, где слово hélgi означало «святой, освященный». Если принять эту версию, то родоначальник Ольхиных был человеком простого сословия, а его имя в обиходе исказилось до более привычного для русского уха названия дерева. Сторонники этой гипотезы указывают на то, что имя Олег было княжеским, и в народной среде его могли переосмыслить, сблизив с созвучным словом.

Обе версии имеют право на существование, но первая выглядит правдоподобнее: прозвища по названиям деревьев встречались на Руси повсеместно и не требовали книжной основы. Имя Ольха фиксируется в старых документах как самостоятельное, независимо от Олега.

Суффикс -ин в фамилии указывает на принадлежность: Ольхин — это «сын Ольхи» или «человек из семьи Ольхи». Такая модель типична для фамилий, образованных от имен и прозвищ, оканчивающихся на гласный или мягкий согласный.

Родственные фамилии — Ольхов, Ольховский, Ольшанов — тоже связаны с ольхой, но образованы разными путями. Ольхин чаще встречается в северорусских и сибирских областях, где ольха была обычным деревом, а прозвища по растениям — привычным делом.

Точных сведений о времени возникновения фамилии нет, но по модели образования ее можно отнести к XVI–XVII векам, когда у крестьян и посадских людей начали закрепляться наследственные именования. Известных носителей фамилии в истории немного, что говорит о ее народном, недворянском происхождении.