Фамилия Завалихина образована от прозвища Завалиха. В «Толковом словаре живого великорусского языка» Владимира Даля это слово имеет два основных значения. Первое — «крепкий пунш, жженка или иной весьма пьяный напиток». Исходя из этого, можно предположить, что прозвище относилось к «профессиональным» именованиям: предок мог заниматься изготовлением и продажей крепких спиртных напитков. Вторая версия связывает прозвище с глаголом «заваливать» — «закидывать, забрасывать, засыпать». В таком случае основатель рода мог быть землекопом, строителем или заниматься иными земляными работами.

Обратим внимание на словообразовательную модель. Суффикс -ин указывает на принадлежность: Завалихины — это потомки человека по прозвищу Завалиха. Такая модель типична для русских фамилий, образованных от прозвищ или имен, оканчивающихся на -а или -я. Само прозвище могло закрепиться за человеком не только по роду занятий, но и по характерной черте — например, за манеру говорить или двигаться «заваливаясь», то есть неуклюже, вразвалку. Однако эта гипотеза менее правдоподобна, так как Даль в первую очередь фиксирует бытовое и «напиточное» значение слова.

Географически фамилия Завалихина встречается в разных регионах России, но чаще всего — в центральных областях и на Урале. В сословном отношении её носители могли быть как крестьянами, так и горожанами: ремесло пивовара или строителя не было жёстко привязано к одному сословию. Таким образом, фамилия хранит память о конкретном занятии или бытовой особенности предка, не теряя при этом загадочности — точное значение прозвища сегодня установить сложно, но обе версии имеют под собой реальную языковую основу.