Фамилия Вельхиева — редкий случай, где форма на -ева не указывает на женский род, а является частью основы. Это фамилия, образованная по модели, типичной для тюркских и кавказских языков, где суффикс -ев/-ова добавляется к основе, оканчивающейся на гласный. В русской ономастике такие фамилии чаще всего встречаются у народов Северного Кавказа, Поволжья и Закавказья.

Корень «Вельхи» или «Вельх» не имеет прямых аналогов в славянских языках. Наиболее вероятная версия — происхождение от арабского или тюркского имени Вали (Валиулла, Валихан) с последующей адаптацией через местные диалекты. Звук «х» мог появиться из-за особенностей произношения в чеченском, ингушском или дагестанских языках, где гортанные и фарингальные согласные передаются через «х» и «гъ». В таком случае Вельхиев — потомок человека по имени Вельхи (Вали), что указывает на родовую или семейную принадлежность.

Вторая версия, менее вероятная, но возможная — связь с чеченским словом «велха» (работать, трудиться) или «велхар» (работа, занятие). Тогда фамилия могла возникнуть как прозвище трудолюбивого человека или мастера. Однако в чеченской антропонимике фамилии на -ев/-ова от глагольных основ встречаются редко, чаще от личных имен или названий тейпов.

Географически фамилия Вельхиева тяготеет к Чечне и Ингушетии, а также к среде чеченских мухаджиров (переселенцев) в Турции и Иордании. В российских архивах она фиксируется с конца XIX века, преимущественно в Терской области. Носители фамилии, как правило, принадлежат к одному тейпу (роду), что характерно для вайнахской традиции, где фамилия часто совпадает с названием тейпа или его ветви.

С точки зрения словообразования, фамилия уникальна тем, что в ней нет типичного русского суффикса -ов (как в Иванов) — основа «Вельхи» уже заканчивается на гласный, и -ева выполняет роль грамматического окончания, а не смыслового суффикса. Это сближает её с фамилиями вроде Алиева, Гаджиева, где основа — личное имя восточного происхождения.