Фамилия Вельхиев — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. Чтобы понять её корни, стоит отвлечься от привычных славянских моделей и присмотреться к восточным языкам. Наиболее вероятная версия связывает основу «Вельхи» с арабским или тюркским именем Вали (Вель, Вельх) — «святой», «покровитель», «близкий к Богу». В тюркской среде это имя часто приобретало форму Вельхи или Вельха, а при добавлении русского патронимического суффикса -ев (указывающего на принадлежность: «чей?» — Вельхиев) получалась фамилия, означающая «сын Вельхи». То есть предок носителя фамилии, скорее всего, носил мусульманское имя Вельхи, которое затем русифицировали при оформлении документов.

Есть и другая, менее вероятная, гипотеза: связь с кавказскими языками, где корень «вельх» может означать «волк» или «вожак». Однако для такой версии нет устойчивых параллелей в ономастике. А вот арабское происхождение через тюркское посредничество — типичный путь для фамилий, распространённых в Поволжье, на Урале или в Закавказье, где веками соседствовали славянские и тюркские народы.

Суффикс -ев, а не -ов, указывает на то, что основа оканчивалась на мягкий согласный или гласный звук. В данном случае это ещё одно косвенное подтверждение иноязычного происхождения: в русском языке слово «Вельхий» или «Вельха» не имеет устоявшегося значения, поэтому его и не адаптировали под привычные «Вельхов» или «Вельхин».

Географически фамилия встречается крайне редко, в основном в единичных записях. Это говорит о том, что род мог быть немногочисленным или фамилия возникла поздно, в XIX — начале XX века, когда крестьянам и инородцам массово давали фамилии по имени отца. Сословно предки Вельхиевых, вероятнее всего, были государственными или удельными крестьянами, возможно, из татарских, башкирских или ногайских семей, принявших православие или просто получивших русскую фамилию при переписи. В любом случае, фамилия хранит память о человеке, которого в его общине называли «святым» или «покровителем».