Фамилия Патрихалина — один из тех случаев, когда внешне простая основа скрывает несколько версий происхождения, и выбрать единственную непросто. Начинать стоит с суффикса: окончание -ина указывает на принадлежность по женской линии (жена или дочь человека с фамилией Патрихалин) либо на происхождение от прозвища на -иха. Впрочем, в современном бытовании форма Патрихалина закрепилась как женский вариант, а мужской — Патрихалин.

Корень «Патрих-» — самый спорный. Первая и наиболее очевидная версия: это народная форма имени Патрикей (Патрикий), которое пришло из греческого и означает «аристократ», «знатный человек». В русской традиции имя Патрикей давали и простым людям, а в быту оно часто сокращалось и искажалось: Патриха, Патря. От такого прозвища и могла образоваться фамилия: Патриха → Патрихин → Патрихалин (с добавлением суффикса -ал- для смягчения звучания). В пользу этой версии говорит и то, что фамилии на -хин (-иха) типичны для северных и центральных областей России, где прозвища на -иха (Патриха, Никитиха) были распространены.

Вторая версия выводит основу из глагола «патрить» — в некоторых говорах это означало «чадить», «коптить», «пахнуть гарью». Прозвище Патриха могли дать человеку, который постоянно пачкался сажей, работал у печи или жил в курной избе. Не исключено, что так называли неопрятного или неуклюжего человека. Эта версия менее популярна, но она объясняет, почему фамилия не привязана к крестильному имени — прозвищная модель на Руси была не менее распространена.

Третья, более редкая гипотеза: связь с топонимом Патриха (например, название деревни или урочища) или с профессиональным термином. В некоторых регионах «патриха» могли называть бортника — сборщика дикого меда, хотя это слово не фиксируется в авторитетных диалектных словарях.

Географически фамилия Патрихалина встречается нечасто, преимущественно в центральной России и Поволжье. Сословная принадлежность предков, скорее всего, крестьянская или мещанская — фамилия образована по модели, типичной для непривилегированных слоев, и не имеет дворянских суффиксов (-ский, -цкий). Однозначного ответа, какой из вариантов верный, нет, но имя Патрикей как основа выглядит убедительнее: он объясняет и форму, и распространенность подобных фамилий (Патрикеев, Патрин, Патрихин).