Фамилия Пелихова — женская форма фамилии Пелихов, и в её основе лежит прозвище Пелих. В украинском языке слово «пелех» означает «хохолок» — так называли чуб, прядь волос, иногда пучок перьев или пушок на голове. Скорее всего, прозвище Пелих указывало на внешность: человек с заметным хохолком, вихрами или необычной причёской. Такие прозвища на Руси давали легко и охотно — по самой яркой черте облика, и они закреплялись за родом.

В написании фамилии отразилось чередование гласных е/и. Это результат исторических фонетических процессов в языке: в одних говорах и диалектах корень звучал как «пелех», в других — как «пилих». Поэтому рядом с Пелиховыми встречаются и Пилиховы — родственные фамилии, возникшие из того же прозвища, но в иной огласовке. Обе формы законны и восходят к одному корню.

Модель образования проста и типична для восточнославянских фамилий: к основе прозвища Пелих добавили притяжательный суффикс -ов, что дало значение «сын Пелиха», «из рода Пелиха». Суффикс -ов — самый распространённый в русских фамилиях, он отвечал на вопрос «чей?» и закреплялся за потомками. Женская форма Пелихова возникла естественным путём: так называли жену или дочь Пелихова.

В отличие от фамилий, образованных от крестильных имён, Пелихова — редкий случай, когда основой послужило не имя, а прозвище, связанное с внешностью. Подобные прозвища часто давали людям с пышными волосами, которые носили чуб или оставляли хохолок на макушке. В некоторых регионах слово «пелех» имело и переносное значение — так могли назвать взъерошенного, лохматого человека, что тоже указывает на внешний признак.

Прозвища, а затем и фамилии от них, фиксировались в основном в крестьянской и казачьей среде, где личное прозвище было важнее официального имени. Поэтому предки Пелиховых, вероятно, были простыми людьми — земледельцами или служилыми, а прозвище Пелих закрепилось за их потомками навсегда.