Толсти́хин — русская фамилия, имеет женскую форму Толсти́хина. Известные носители:
Толстихин, Алексей Иванович (1917—1992) — полный кавалер ордена Славы.
Толстихин, Марк Игоревич (род. 1989) — российский легкоатлет. Толстихин, Нестор Иванович (1896—1992) — советский геолог и гидрогеолог, мерзлотовед. Толстихин, Октавий Несторович (1927—2019) — инженер-гидрогеолог, мерзлотовед.
Толстихин, Пётр Тимофеевич (1927—2002) — советский яхтсмен.
Толстихина, Анастасия Иннокентьевна (1901—1977) — партийный и музейный деятель, заслуженный работник культуры РСФСР, директор Музея Революции СССР.