Фамилия Валихин — один из тех случаев, где за привычным русским суффиксом -ин скрывается нерусская, тюркская основа. Если отбросить фамильный суффикс, указывающий на принадлежность (чей сын? — Валихин), остаётся корень Валих-. Это адаптированная на русской почве форма арабского имени Вали, Валий или Валиулла, означающего «близкий (к Аллаху)», «святой», «покровитель». В тюркских языках, особенно у татар и башкир, имя Вали (или Валих) было распространено, а его производные в форме Валихин, Валиев, Валиуллин встречаются очень часто.

Однако есть и менее очевидная версия, связанная не с личным именем, а с прозвищем. У татар и башкир слово «вали» могло означать не только религиозного подвижника, но и просто наместника, правителя области (от араб. вали — «губернатор»). В таком случае основатель рода Валихиных мог быть не святым, а человеком, служившим при таком наместнике или имевшим отношение к местной администрации. Эта версия правдоподобна для фамилий, возникших в среде служилых татар, которые после присоединения Казанского ханства переходили на русскую службу и получали поместья.

Географически фамилия Валихин тяготеет к регионам с компактным проживанием татар и башкир: Татарстан, Башкортостан, Оренбургская и Челябинская области. В документах XVIII–XIX веков эта фамилия фиксируется среди тептярей и башкир-вотчинников. Особенность написания — с буквой «х» в середине (Валихин, а не Валиин) — выдает тюркский произносительный вариант имени, где конечный звук «и» перешёл в более твёрдый «х» под влиянием местных диалектов.

В отличие от фамилий на -ов, которые в тюркской среде часто оформлялись по русскому образцу, Валихин использует суффикс -ин, что типично для основ, оканчивающихся на гласный или мягкий согласный. Сравните с однокоренными Валиев (от Вали) и Валиуллин (от Валиулла) — все три образованы от одного корня, но Валихин стоит особняком, сохранив редкую фонетическую форму имени-основы.