Фамилия Вихлов образована от прозвища Вихло. В русских говорах слово «вихла» имело несколько значений, и все они дают представление о том, каким мог быть первый носитель фамилии. Самое распространённое — «вихлявый», то есть неуклюжий, неловкий человек, который ходит вразвалку или постоянно вертится. Второе значение — «ветреный, непостоянный», человек, которого «куда ветер подует, туда и клонится». В некоторых диалектах «вихлой» называли растрёпу или неряху — того, у кого волосы торчат вихрами. Все эти значения восходят к общеславянскому корню *vit- (вить, крутить), тому же, что в словах «вихрь», «вихлять», «вихор».

Фамилия образована по типичной восточнославянской модели с суффиксом -ов, который указывает на принадлежность: Вихлов — сын Вихла. Такая форма характерна для северных и центральных областей России. На юге и западе, в украинских и белорусских землях, скорее встретилась бы фамилия Вихленко или Вихлюк.

Интересная деталь: фамилия Вихлов — одна из немногих, где основа «вихл-» сохранилась в чистом виде. Однокоренные фамилии вроде Вихорев или Вихляев встречаются гораздо чаще, а Вихлов — более редкий вариант. Это может говорить о том, что прозвище Вихло бытовало в локальной, небольшой местности и не распространилось широко. В документах XVII–XVIII веков фамилия фиксируется в основном в рязанских и тамбовских землях — там, где диалектное слово «вихла» было особенно употребительно.

Есть и менее вероятная версия: связь с глаголом «вихлить» в значении «хитрить, изворачиваться». Если это так, то Вихлом могли прозвать не неуклюжего, а, наоборот, ловкого и увёртливого человека. Но эта гипотеза слабее — в говорах такое значение почти не засвидетельствовано, а основное значение «неуклюжий» подтверждается словарями русских народных говоров.