Фамилия Вахлюевы образована от прозвища Вахлюй. В основе лежит украинское слово «вахлай», которое означает «неповоротливый, малопонимающий человек», или «вахлак». Скорее всего, предок получил такое прозвище за лень и медлительность.

Модель образования типична для русских фамилий: к основе Вахлюй добавили суффикс -ев, который указывает на принадлежность («чей?» — Вахлюев). Фамилия закрепилась за потомками человека по прозвищу Вахлюй.

Слово «вахлак» имеет и второе, менее известное значение — «большой кусок хлеба» или «ломоть». В некоторых северных говорах так называли грубую, неотёсанную пищу, а переносно — и самого человека, не знающего городских манер. Эта версия менее вероятна, но даёт понять, что прозвище могло быть не только про лень, но и про простоту или неловкость.

Точное место и время возникновения фамилии Вахлюев установить сложно. Процесс формирования русских фамилий шёл несколько столетий, и прозвищные фамилии могли закрепиться в разных регионах независимо друг от друга. Вахлюевы встречаются в старых документах по Вятской губернии, что косвенно указывает на северное или северо-восточное происхождение фамилии.