Фамилия Вахромина — женская форма от Вахромин, и её разумнее разбирать через мужской вариант. В основе лежит имя Вахромей (или Вахрамей), народная форма канонического имени Варфоломей. В русской среде сложные греческие имена часто упрощали: Варфоломей превращался в Вахромея, Вахрамея, а в некоторых говорах — в Вахрома. От этого усечённого варианта и пошла фамилия.

Модель образования здесь классическая: имя Вахром + суффикс -ин. В древнерусской традиции суффикс -ин означал принадлежность: «чей сын?» — Вахромин, то есть сын Вахрома. Это стандартная патронимическая модель, характерная для северных и центральных областей России, где -ин чаще, чем -ов, присоединялся к основам на -а, -я.

Географически фамилия Вахромины тяготеет к северу и северо-востоку Европейской России. В переписных книгах XVII века встречаются крестьяне и посадские люди с этой фамилией в Вятском крае, Пермской губернии, на Урале. Вахроминых много в старых списках жителей Соликамского и Чердынского уездов — там, где имя Вахромей было особенно распространено среди старообрядцев, сохранявших архаичные формы имён.

Спорных версий немного. Иногда фамилию пытаются связать с тюркским корнем «вахр» (щедрый), но это натяжка: имя Варфоломей пришло на Русь с христианством, и его адаптация в виде Вахромей — чисто славянский фонетический процесс. Крестьянское происхождение фамилии не вызывает сомнений: в документах XVIII–XIX веков Вахромины — в основном государственные и помещичьи крестьяне, реже мещане. Дворянских ветвей с такой фамилией не зафиксировано.

Стоит обратить внимание на ударение. В большинстве говоров оно падает на второй слог: Вахро́мин. Но в некоторых северных диалектах могли ставить ударение на первый: Ва́хромин — из-за редукции гласных. В современном русском литературном языке норма — Вахро́мин.