Фамилия Палхаев — редкий случай, когда корень слова не поддаётся однозначной расшифровке в рамках привычных славянских моделей. Сразу заметно, что основа «Палха-» не встречается в русских говорах как имя или прозвище, а суффикс -ев указывает на отчество: Палхаев буквально означает «сын Палхая». Вопрос в том, откуда взялось само имя Палхай.

Самая вероятная версия — восточное происхождение. В тюркских языках есть корень «пал» или «бал» со значением «мёд», «сладкий», «лакомство». Имя Палхай могло быть образовано от него с помощью уменьшительного аффикса -хай, что даёт значение «сладкий», «медовый», «любимый». Такие имена были распространены у татар, башкир, ногайцев и других народов Поволжья и Приуралья. Если предки носителя фамилии были из этих мест, то Палхаевы — потомки человека, которого в роду ласково называли «сладким» или «медовым», возможно, за добрый нрав или пристрастие к сладостям.

Менее убедительна версия о связи с калмыцким или монгольским «пал» — «огонь». В этом случае Палхай могло быть прозвищем горячего, вспыльчивого человека. Однако такая основа встречается в фамилиях реже, и тюркское объяснение выглядит надёжнее, поскольку оно типично для русских фамилий, возникших в зоне активных контактов с восточными соседями.

Интересно, что фамилия Палхаев практически не имеет однокоренных аналогов в русском ономастиконе. Нет вариантов Палхов, Палхин или Палханов — это указывает на то, что исходное имя было локальным, не получившим широкого распространения за пределами одного рода. Скорее всего, фамилия оформилась в среде крестьян или служилых людей на юго-восточных окраинах России, где смешивались славянские и тюркские традиции имянаречения.