Фамилия Трихалкина — женская форма мужской фамилии Трихалкин. Её основа — прозвище Трихалка, которое звучит необычно и сразу вызывает вопрос: от какого слова оно произошло? Скорее всего, в его основе лежит глагол «трихать» или «трехать», который в некоторых русских говорах означал «трясти», «качать», «мотать». Трихалкой могли прозвать человека с характерной походкой вразвалку, того, кто постоянно суетится или, наоборот, делает всё медленно, «трясясь» над работой. Вполне вероятна и связь со словом «треух» (шапка с ушами) — через диалектное «триух» или «триха»: так могли назвать человека, который постоянно носил такую шапку или имел лохматую, «всклокоченную» голову.

Суффикс -ин в фамилии указывает на принадлежность: Трихалкин — это «сын Трихалки», то есть человек из рода того, кого прозвали Трихалкой. Такая модель образования (прозвище + -ин) была особенно распространена в северных и центральных областях России, где фамилии часто закреплялись за крестьянскими и посадскими семьями. В южных и восточных регионах чаще использовали суффикс -ов/-ев, поэтому фамилия Трихалкин тяготеет к северо-западу или Поволжью.

Сам корень — редкий. В русской ономастике нет массовых фамилий на «трих-», что говорит о локальном происхождении. Возможно, прозвище возникло в одной конкретной местности, где слово «трихать» было в ходу. Искать однокоренные фамилии стоит среди Треуховых, Трясиных или Трясуновых — они построены на схожих звукоподражательных или описательных основах.

Документальных упоминаний о дворянском или купеческом происхождении Трихалкиных нет. Скорее всего, это крестьянская или мещанская фамилия, которая закрепилась за одной семьёй после отмены крепостного права в 1861 году, когда прозвище стало передаваться по наследству как официальная фамилия.