Фамилия Тархина — женская форма, мужской вариант — Тархин. В основе фамилии лежит нецерковное имя или прозвище Тарх. Слово «тарх» в русских говорах имело несколько значений. В некоторых диалектах тархом называли тороватого, щедрого человека, того, кто «тароват» на угощение или помощь. Однако есть и другая версия: в архангельских и сибирских говорах «тарх» — это бродяга, шатун, человек, который не сидит на месте. Прозвище могли дать как за щедрость, так и за непоседливый характер — в каждом конкретном случае значение определялось по человеку.

Модель образования типична для северных и центральных областей России: суффикс -ин указывает на принадлежность «сын Тарха» или «из семьи Тарха». Окончание -а в женском варианте — стандартная грамматическая форма. Стоит отметить, что фамилия Тархин (и Тархина) не связана с тюркским словом «тархан» (князь, вольный человек), хотя внешнее сходство есть. Русская фамилия образовалась самостоятельно, от местного прозвища, и ударение в ней падает на первый слог: Та́рхин.

Географически фамилия встречается в Поморье, на Вятке и в Пермском крае — там, где слово «тарх» бытовало в живой речи. В писцовых книгах XVI–XVII веков встречаются крестьяне и посадские люди с прозвищем Тарх, что подтверждает давнюю традицию такого именования. Сословно предки носителей фамилии, скорее всего, были крестьянами или ремесленниками, а не дворянами — фамилия не попала в родословные книги знати.

В современном употреблении фамилия редкая. Её носители, скорее всего, сохранили память о прозвище предка, которое когда-то метко описывало его характер или образ жизни.