Фамилия Пахулин — редкий пример, когда прозвище, лёгшее в основу, образовано не от действия, а от запаха. В прямом значении «пахуля» — это тот, кто издаёт сильный, резкий или просто очень заметный запах. В русских говорах слово «пахучий» употреблялось широко, но в качестве личного прозвища оно могло относиться к человеку, который работал с пахучими веществами: дубильщику кож, смолокуру, мыловару, аптекарю или травнику. Не исключён и ироничный перенос — так могли назвать неряху или, наоборот, любителя духов, «надушенного».

Модель образования простая: суффикс -ин указывает на принадлежность. Пахулин — буквально «сын Пахули» или «человек из рода Пахули». Фамилии на -ин в центральной России и Поволжье типичны, они вытесняли более южные формы на -ов в тех регионах, где был развит институт «большой семьи» и прозвища отца переходили к детям без дополнительного суффикса -ов.

Однокоренные фамилии — Пахуров, Пахунов — встречаются, но Пахулин стоит особняком: основа «пахул» не даёт множества производных, что говорит о локальности прозвища. В ономастических справочниках эта фамилия не описана подробно, но по данным современных переписей она сосредоточена в нескольких районах Кировской области и Удмуртии. Там, в зоне смешанных лесов, исторически было развито смолокурение и дегтярное производство — вполне вероятная среда для возникновения прозвища «Пахуля».

Версия о происхождении от крестильного имени Пахом (через форму Пахул) маловероятна: от Пахома образованы фамилии Пахомов, Пахомин, Пахомкин, а форма Пахул для этого имени нехарактерна. Так что основная гипотеза — прозвищная, связанная с ремеслом или бытовой особенностью.