Фамилия Пыхарев происходит от прозвища Пыхарь. В русских говорах так называли человека, который тяжело, шумно дышит, пыхтит — либо от грузности, либо от вспыльчивости, гнева. В словаре Владимира Даля «пыхать» означает «дымить, пылать, задыхаться»; «пыхарь» — тот, кто пышит, сердитый, запальчивый человек. То есть прозвище могло указывать на характер: горячий, несдержанный, склонный к резким вспышкам.

Морфологически фамилия образована по стандартной русской модели: основа «Пыхарь» плюс патронимический суффикс -ев. Владельческая форма на -ев указывает, что предок носителя фамилии был сыном или потомком Пыхаря. Суффикс -арь в основе — типичный для названий лиц по действию или качеству (глухарь, пекарь, звонарь), что подтверждает: прозвище не случайное, а описывало постоянную черту.

Интересная деталь: фамилия Пыхарев встречается в основном в южнорусских и поволжских регионах, особенно в Курской, Воронежской, Тамбовской губерниях. Там слово «пыхать» бытовало в значении «сильно дуть, раздувать огонь» — отсюда возможна и вторая версия: Пыхарем могли прозвать кузнеца или мельника, работавшего у горна или веявшего зерно. Однако в ономастике первое значение (характер) считается более вероятным, поскольку прозвища по поведению давались чаще, чем по профессиональной детали.

В отличие от распространённой фамилии Пыхтин (от «пыхтеть»), Пыхарев сохранила более архаичную основу. У неё есть редкие однокоренные варианты: Пыхалов, Пыхов, Пыхин, но Пыхарев — самая частотная форма. В дореволюционных переписях встречаются и Пыхаревы, и Пыхарёвы (с ударением на последний слог), что говорит о колебании в произношении.

Сведений о принадлежности к определённому сословию нет: Пыхаревы могли быть и крестьянами, и мещанами, и казаками. Никаких известных дворянских родов с этой фамилией не зафиксировано, что типично для прозвищных фамилий, не связанных с титулами или землевладением.