Фамилия Пачалгин — редкий случай, когда суффикс -ин указывает не на принадлежность отцу (как в фамилиях типа Иванов), а на происхождение от прозвища, образованного от названия ремесла или местности. Основа «Пачалг» не встречается в русских именах, зато хорошо узнаваема в тюркских языках, особенно в чувашском и татарском.

Скорее всего, в основе лежит слово «пучал» или «пăчал» — в чувашском языке так называют рыбу пескарь (реже — мелкую рыбу вообще). Суффикс -гин (в оригинале -кка/-кке, адаптированный в русской передаче) в чувашской антропонимии образует прозвища по характерному признаку или занятию. Таким образом, Пачалгин — это «сын Пачалги» (носителя прозвища), а само прозвище могло означать «рыбак, ловящий пескарей» или «человек, похожий на пескаря» (например, юркий, небольшого роста).

Вторая версия, менее вероятная, но имеющая право на существование: от татарского «пача» (нога, голень) или «пачак» (нож). В этом случае прозвище могло относиться к человеку, который делал ножи, или к тому, у кого были какие-то особенности ног. Однако чувашское происхождение выглядит убедительнее, поскольку суффикс -гин характерен именно для чувашских фамилий, а не для татарских (там чаще встречаются -ов/-ев).

Фамилия почти не встречается за пределами Чувашии и прилегающих районов Татарстана. В дореволюционных метрических книгах она фиксируется в селениях Цивильского и Ядринского уездов. Носители фамилии, как правило, были государственными крестьянами — то есть лично свободными, но платившими подати. Среди них встречались и мастера-рыболовы, и просто крестьяне, чьё прозвище закрепилось в документах при переписях.

Интересно, что фамилия сохранила архаичное написание с буквой «г» в суффиксе, хотя в чувашском произношении там звук, близкий к «к». При записи в русские документы XIX века звук передали как «г» — так и закрепилось.