Фамилия Рыжевалова — женская форма от Рыжевалов, а та, в свою очередь, образована от прозвища Рыжевал. Словообразовательная модель здесь не самая частая: суффикс -лов указывает на род деятельности или склонность к действию, как в фамилиях Ковалёв, Стрелялов или Мазалов. Основа «рыж-» отсылает к цвету волос, но прозвище Рыжевал — это не просто «рыжий человек», а скорее «тот, кто рыжеет», то есть выделяется рыжиной, возможно, даже намеренно её подчёркивает.

В русских говорах встречался глагол «рыжевать» — делать рыжим, красить в рыжий цвет. Прозвище Рыжевал могли дать красильщику тканей или овчин, который работал с рыжими оттенками, либо человеку с ярко-рыжими волосами, который постоянно «рыжел» на солнце. Аналогичные фамилии — Чернявов (от «чернявый»), Белялов (от «белый»), Сизов. Но Рыжевалов стоит особняком: суффикс -лов в чистом виде встречается реже, чем -ов или -ин, что указывает на более позднее закрепление прозвища в качестве фамилии, возможно, в среде крестьян или ремесленников.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и поволжским регионам. В документах XVIII–XIX веков Рыжеваловы встречаются среди однодворцев и государственных крестьян Тамбовской, Рязанской и Воронежской губерний. Там прозвища с суффиксом -ал/-ял были типичны: Гулялов, Шумелов, Брехалов. Рыжевалов, вероятно, первоначально звучало как Рыжевалой (с ударением на последний слог), а потом обрусело до привычной формы.

Споров о происхождении почти нет: основа прозрачна, суффикс не даёт повода для альтернативных тюркских или финно-угорских версий. Можно лишь предположить, что в редких случаях фамилия могла возникнуть от топонима Рыжевалово — такая деревня существовала в Костромской губернии, но это скорее исключение, чем правило. Основной путь — прозвище по внешности или ремеслу, и он же самый правдоподобный.