Фамилия Вольхина образована от мирского имени Вольха — так в старину называли дерево ольху. В русской традиции именования дохристианские имена, взятые от названий растений, были широко распространены: человеку могли дать имя Берёза, Дуб, Осина или Вольха, чтобы пожелать ему связи с природой, силы или просто чтобы выделить по внешнему признаку. Суффикс -ин указывает на принадлежность: Вольхина — это «дочь (или жена) Вольхи». Такой способ образования фамилий типичен для северных и центральных областей России, где отчества и прозвища на -ин встречались чаще, чем на -ов.

Сама основа «Вольха» — это диалектный вариант слова «ольха». В древнерусском языке чередование гласных «о/во» в начале слова давало формы вольха, волхва, что закрепилось в говорах. В ономастических словарях, например в работах Б. Унбегауна, фамилии от «растительных» прозвищ выделяются в отдельную группу, и Вольхина стоит в одном ряду с Ольхиным, Ольховым, Вольховым. Примечательно, что у фамилии есть и мужской вариант — Вольхин, а женская форма Вольхина закрепилась в быту как наследственная, не меняющаяся по полу носителя.

Если рассматривать социальный контекст, то фамилии на -ин чаще получали крестьяне и посадские люди, реже — дворяне. Вольхины, скорее всего, происходят из среды крестьянского или ремесленного сословия, где прозвища по деревьям были обычным делом. Географически фамилия встречается в записях по Тверской, Новгородской и Вологодской губерниям — регионах, где ольха растёт в изобилии и где говор сохранил форму «вольха». Таким образом, фамилия Вольхина прямо указывает на предка, которого в деревне прозвали Вольхой за что-то, связанное с этим деревом: может, он жил у ольховой рощи, обрабатывал ольху или сам был похож на неё статью.