Фамилия Уалиханов — редкий случай, когда фамилия образована не от имени отца, а от личного имени известного исторического деятеля, которое само по себе уже было составным. Основа здесь — казахское имя Уалихан, где первая часть «уали» восходит к арабскому «вали» (святой, приближённый к Богу, правитель), а вторая — «хан» (титул верховного правителя). Таким образом, имя Уалихан означает «святой правитель» или «хан-святой». Фамилия, соответственно, означает «потомок Уалихана» и построена по классической русской модели с суффиксом -ов, который в казахской среде при оформлении фамилий в XIX–XX веках стал стандартным способом русификации родовых имён.

Главное, что отличает эту фамилию от множества других, — её прямая связь с Чоканом Валихановым (при жизни его фамилия писалась через «В»), выдающимся казахским учёным, просветителем и путешественником XIX века. Его имя в русской транскрипции закрепилось как Чокан Чингисович Валиханов, но в казахском варианте его имя звучит как Шоқан Уәлиханұлы, то есть «Шокан, сын Уалихана». Именно от этого отчества (Уалихан-улы) и была образована фамилия Уалиханов, когда в советское время у казахов стали массово фиксировать фамилии по русскому образцу. Поэтому носители фамилии Уалиханов — почти всегда прямые или боковые потомки рода Чокана Валиханова, который происходил от казахских ханов Среднего жуза (чингизиды).

С точки зрения словообразования, фамилия Уалиханов — это патроним (отчество, ставшее фамилией), осложнённый сложной основой. В русском языке подобные фамилии от двусоставных имён встречаются редко (сравните: Мухаммедов, Абдуллаев), но для казахской ономастики это норма. Интересно, что в советских документах фамилию долго писали через «В» — Валиханов, следуя русской транскрипции арабского звука «у». После обретения Казахстаном независимости многие потомки вернулись к исходному казахскому написанию «Уалиханов», где первая буква «У» передаёт гортанный звук, близкий к английскому «w». Таким образом, разница в написании (Валиханов или Уалиханов) — не ошибка, а отражение исторического выбора между русифицированной и национальной формами.

Род Уалихановых — один из немногих, чья генеалогия прослеживается до Чингисхана (через торе — казахскую аристократию). Предки носителей фамилии были не просто кочевниками, а правителями, носившими титул султана. Поэтому социальный контекст фамилии — это элита казахского общества, связанная с властью, дипломатией и наукой. Встретить Уалиханова среди крестьян или ремесленников маловероятно: это фамилия потомственной знати, перешедшей в интеллигенцию. Сегодня она остаётся сравнительно редкой даже в Казахстане, а за его пределами почти не встречается.