Фамилия Велиховская — один из тех случаев, когда географическое происхождение видно почти сразу. Суффикс -ск- указывает на то, что перед нами типичная «дворянская» или «географическая» модель: такую фамилию получали выходцы из населённого пункта с названием Велихово, Велихов или Велиха. В России и Беларуси есть несколько деревень с подобными названиями, например, Велихово в Брестской области или в бывшей Витебской губернии. Предок носителя фамилии, скорее всего, был либо помещиком, владевшим этим селом, либо простым человеком, которого записали по месту жительства: «Иван из Велихова» со временем превратился в Ивана Велиховского.

Основа фамилии — «Велих» или «Велихо» — может восходить к древнерусскому нецерковному имени Велих, которое, в свою очередь, связано с прилагательным «великий». В старину так могли назвать ребёнка, желая ему большого роста, силы или удачи, либо дать прозвище взрослому человеку за его выдающиеся качества. В ономастике известен и другой вариант: имя Велих могло быть сокращённой формой от крестильного имени Велимир или Велислав, но это предположение менее доказано, так как славянские двуосновные имена в чистом виде редко давали такие краткие формы.

Интересно, что фамилия Велиховская, несмотря на дворянское звучание, не обязательно принадлежала исключительно знати. В XIX веке суффикс -ский активно использовался и для «однодворческих» фамилий — то есть у государственных крестьян, живших на южных окраинах России, которых записывали по названиям слобод. Однако женская форма «Велиховская» (в отличие от мужской Велиховский) чаще встречается в документах именно как фамилия, передаваемая по женской линии, или как вариант, зафиксированный в метрических книгах для девиц и замужних женщин.

В написании фамилии возможна путаница с похожей по звучанию «Великовская» — последняя образована от имени Велик (также от «великий»), но с другим суффиксальным оформлением. Для Велиховской же характерен именно корень на «х», что сближает её с фамилиями Велихов, Велихин и ставит в один ряд с такими редкими прозвищными формами, как Малых или Толстых, но с более «книжным» окончанием.