Фамилия Варлахин образована напрямую от имени Варлаха — просторечной, обиходной формы крестильного имени Варлаам. Имя Варлаам имеет халдейские корни и толкуется как «сын народа». В русской традиции полные церковные имена часто сокращали и переделывали на бытовой лад: так Варлаам превращался в Варлаха, а его сын или потомок получал прозвание Варлахин — «сын Варлаха».

В истории христианства известно восемь святых с именем Варлаам. Один из них — преподобный Варлаам Серпуховской, строитель и первый настоятель Владычнего монастыря в Серпухове. Согласно житию, ещё при жизни он имел дар чудотворения и удостоился видения Богородицы. На протяжении более пятисот лет к его мощам стекаются паломники, получающие, по преданиям, исцеления от беснования, рака, пьянства и других недугов. Именно этот святой — наиболее вероятный небесный покровитель для большинства носителей фамилии, особенно если их предки жили в подмосковных или южнорусских землях.

Сама фамилия Варлахин построена по простой и очень распространённой модели: основа (Варлах) плюс суффикс принадлежности -ин. В русской ономастике суффикс -ин обычно присоединялся к основам, оканчивающимся на -а или -я, и указывал на прямую родственную связь: «чей?» — Варлахин, то есть принадлежащий Варлаху. Такие фамилии в XV–XVII веках закреплялись за крестьянами и посадскими людьми в центральных и северных уездах России.

Написание фамилии устойчиво: Варлахин, с ударением, скорее всего, на втором слоге — Варла́хин. Редкий вариант Варла́хов образован от той же основы, но с другим суффиксом. Встречается также фамилия Варлашин — результат диалектного смягчения «х» в «ш», что типично для рязанских и владимирских говоров.

Спорных версий происхождения у фамилии немного. Иногда имя Варлах ошибочно связывают с тюркским корнем, но это маловероятно: все известные письменные источники фиксируют его именно как русскую народную форму от Варлаама.