Фамилия Пахолкина — женская форма фамилии Пахолкин, и её разбор стоит начать с суффикса. Модель на -ин указывает на принадлежность: Пахолкин — это «чей?» — сын или потомок человека по прозвищу Пахолок. Такая патронимическая модель (суффикс -ин) типична для фамилий, образованных от слов с исходом на -а, -я, а также от прозвищ, заканчивающихся на согласный или -о. В данном случае основа — «Пахолк-», что сразу отсылает нас к слову «пахолок».

Ключ к фамилии — в древнерусском слове пахолок (или пахолокъ). В старорусском языке так называли мальчика-подростка, слугу, работника, а иногда и младшего дружинника. Пахолками именовали молодых людей, не достигших полной самостоятельности, часто — холопов или младших членов дружины. Таким образом, прозвище Пахолок мог получить либо молодой парень, либо человек, находившийся в услужении. В некоторых говорах слово имело и более узкое значение — «подпасок» или «помощник пастуха», что тоже указывает на социальное положение или возраст.

В ономастике фамилия Пахолкин нередко соседствует с однокоренными: Пахолков, Пахолковский. Но форма на -ин (Пахолкин) чаще встречается в северных и центральных регионах России, где был распространён именно этот суффикс для фамилий от слов на согласный. Географически фамилия фиксируется в Вологодской, Костромской и Архангельской областях — в тех краях, где сохранялся архаичный лексический пласт, а слово «пахолок» бытовало вплоть до XIX века.

Есть и другая, менее вероятная версия: от канонического имени Пахомий (в просторечии Пахом) через форму Пахолко. Уменьшительное Пахолко — возможный вариант от Пахомка, но фонетически переход «м» в «л» (Пахом → Пахол) нехарактер для русских говоров и скорее исключение, чем правило. Поэтому основная и самая правдоподобная гипотеза — прозвище от древнерусского «пахолок» в значении «слуга, подросток».

Сословно носители фамилии Пахолкины, судя по архивным записям XVIII–XIX веков, относились к крестьянам и мещанам. Встречаются они в писцовых книгах как дворовые люди или крепостные, что вполне согласуется с исходным значением прозвища. В современной России фамилия редкая, но не исчезнувшая — её можно встретить в Пермском крае, Кировской и Нижегородской областях.