Фамилия Папахина — женская форма фамилии Папахин, а та, в свою очередь, происходит от прозвища или нецерковного имени Папаха. Вопреки ожиданиям, связь здесь не с головным убором, а с диалектным словом, которое бытовало в южнорусских и украинских говорах. «Папахой» или «папахом» называли отца, батюшку, иногда — священника (как почтительное обращение). Таким образом, прозвище Папаха мог получить либо человек, похожий на отца, либо тот, кого в семье или общине считали главным, «отцом-кормильцем». Встречается и другая, менее вероятная версия: в некоторых регионах «папахой» называли неряшливого, растрёпанного человека, но она не подкрепляется устойчивой традицией прозвищ.

Модель образования фамилии проста и типична для русского севера и центра: суффикс -ин указывает на принадлежность («чей?» — сын Папахи). Такие фамилии чаще всего встречались в крестьянской среде, где прозвище переходило от отца к детям без изменений. В документах фамилия Папахин фиксируется с XVII века: в переписных книгах есть упоминания крестьян Папахиных в Вятском и Пермском краях. Это даёт основание считать, что очаг фамилии — северо-восток Европейской России, хотя отдельные носители встречаются и на Дону, и в Сибири.

Интересно, что фамилия Папахин (и, соответственно, Папахина) не имеет отношения к знаменитой кубанской папахе — этот головной убор стал массово известен только в XIX веке, а фамилия возникла раньше. Однокоренные фамилии — Папанов, Папин, Папков — образованы от той же основы «папа», но с разными суффиксами. Папахина стоит особняком: в ней сохранился редкий, почти утраченный в литературном языке вариант слова «папа».