Фамилия Пахомий — редкий случай, когда в основе лежит не крестильное имя, а прямая его форма, без типичных фамильных суффиксов -ов, -ин или -ский. Обычно от имени Пахом (каноническая форма Пахомий) образовывали Пахомов, Пахомин, Пахомовский. Но здесь мы видим так называемую «нетрансформированную» фамилию — имя собственное в чистом виде закрепилось в качестве наследственного прозвания. Это характерно для южнорусских и украинских земель, где под влиянием польской ономастики фамилии часто не переделывали, а оставляли как есть: Пахомий, Иван, Дмитрий.

Само имя Пахомий — греческого происхождения, от слова pachys, что значит «толстый», «массивный», «плотный». В церковной традиции это имя связано с преподобным Пахомием Великим, основателем общежительного монашества в IV веке. Однако в быту имя давали не в честь святого, а как редкое, «монашеское», что отражало религиозность семьи или принадлежность к духовному сословию. Фамилия Пахомий могла возникнуть в среде сельских священников или причетников, где детей часто нарекали по святцам, а фамилией становилось само имя отца.

Встречается эта фамилия преимущественно в центральных и южных областях России, а также на Украине, особенно в Черниговской и Полтавской губерниях, где была сильна традиция беспатронимных фамилий. В архивных записях XIX века можно найти упоминания о крестьянах и мещанах с такой фамилией, что говорит о её демократичности: Пахомиями записывали не только духовенство, но и простых людей, получивших имя при крещении.

Словообразовательный анализ показывает, что суффикс -ий в данном случае не является фамильным, а принадлежит именительному падежу греческого образца. Поэтому фамилия Пахомий стоит в одном ряду с такими же «именными» фамилиями, как Георгий, Василий, Афанасий, — все они указывают на прямое наследование от предка, которого звали именно так, а не от его отчества. Это делает фамилию Пахомий ценной для генеалогов: она точно фиксирует имя родоначальника, без характерной для русских фамилий «потери» суффикса.