Фамилия Цалолихина — женская форма фамилии Цалолихин, и её разбор лучше всего начать с самого редкого и самого характерного элемента: суффикса -ихин. В русской ономастике суффиксы -ихин, -ухин, -ыгин указывают на принадлежность к определённому роду или семье через прозвище матери или жены. Если фамилии на -ин (Иванов → Иван) означают «чей-то сын», то фамилии на -ихин (Цалолихин) — «чей-то человек» или «чья-то семья». Чаще всего такие фамилии возникали на севере и северо-востоке России, в новгородских и вятских землях, где была распространена модель «прозвище + -иха» (жена такого-то), а затем — «прозвище + -ихин» (потомок этой женщины или её мужа).

Основа фамилии — Цалол (или Цалола). Это прозвище, и оно почти наверняка имеет тюркские корни. В тюркских языках корень «цал» (чал, сал) может означать «седой», «старый» или «серый», а также «клык» (через значение «острый»). Вторая часть — «ол» (или «ола») — в ряде тюркских наречий означает «сын», «мальчик» или «большой». Таким образом, Цалолихин могло быть прозвищем человека с заметной внешностью: «седой (или сероглазый) парень» либо «старый сын» (в смысле поздний ребёнок). Менее вероятная, но возможная версия — связь с арабским словом «салал» (потомство, род), что дало бы значение «представитель рода».

Социальный контекст фамилии говорит о её простонародном происхождении. Фамилии с суффиксом -ихин почти никогда не встречались у дворянства — это маркер крестьянской или посадской среды. Носители фамилии, скорее всего, были государственными или помещичьими крестьянами, возможно, выходцами из южнорусских или поволжских регионов, где смешение с тюркским населением было обычным делом. Встречаемость фамилии крайне низкая, что подтверждает её локальный характер: она могла возникнуть в одном селе или волости и закрепиться за одной семьёй.

С точки зрения словообразования, фамилия прошла такой путь: тюркское прозвище Цалола (или Цалол) → прозвание жены или вдовы «Цалолиха» (жена Цалолы) → фамилия потомков «Цалолихины». Ударение, скорее всего, падает на третий слог: Цалолихина. В современной России фамилия встречается единично, в основном в центральных и южных областях, что косвенно подтверждает её миграционный след из тюркоязычных окраин вглубь русских земель.