Фамилия Трухалева — женская форма фамилии Трухалев, а та, в свою очередь, образована от прозвища Трухало. В основе почти наверняка лежит глагол «трухать» — в русских говорах это слово означает «бежать трусцой», «ехать рысью», а также «дрожать, трястись». Прозвище Трухало могли дать человеку по походке: либо тому, кто ходил или ездил мелкой, быстрой рысцой, либо, наоборот, тому, кто двигался неуклюже, с тряской. Вторая версия, менее вероятная, связывает фамилию с диалектным «труха» — труха, пыль, перегной. Тогда прозвище могло относиться к неряшливому или, наоборот, очень хозяйственному человеку, имевшему дело с сеном, зерном.

Модель образования проста и типична для русского севера и центра: основа на -о (Трухало) плюс суффикс притяжательности -ев, указывающий на принадлежность: Трухалев — сын Трухала. Суффикс -ев, а не -ов, возник потому, что основа заканчивалась на мягкий или шипящий звук (в данном случае на «л»). Окончание -а в женском варианте — стандартное указание на женщину из рода Трухалевых.

В ономастических источниках фамилия нечастая, что говорит о локальном бытовании прозвища. Скорее всего, её корни — в северных или центральных областях России, где слово «трухать» было в ходу. Сословно предки Трухалевых, вероятнее всего, принадлежали к крестьянам или посадским людям — фамилия образована от бытового прозвища, а не от имени святого или географического названия, что характерно для простонародья. Однокоренные фамилии — Трухин, Труханов, Трушков — образованы от тех же корней, но с разными суффиксами, что подтверждает распространённость подобных прозвищ в русской среде.