Фамилия Агафонычев интересна тем, что сохранила не просто редкое крестильное имя, а его полную церковную форму. В основе лежит имя Агафоний (от греческого «агатос» — добрый, хороший). В народной речи оно звучало как Агафоныч, и именно от этой формы образовано отчество, которое затем закрепилось в качестве фамилии. Если бы предка звали просто Агафон, мы бы имели одну из самых распространённых русских фамилий — Агафонов. Агафонычев же встречается куда реже, и это прямое указание на то, что в роду использовали полное имя, а не его обиходный вариант.

Суффикс -ев присоединился к основе, оканчивающейся на мягкий согласный (ч). Модель образования классическая для XIX века: сын Агафоныча — Агафонычев. Это патронимическая фамилия, то есть указывающая на прямого предка по мужской линии. Но здесь есть важный социальный нюанс. Имя Агафоний (и его производное Агафоныч) было особенно популярно в монашеской среде и среди духовенства. В святцах есть несколько святых с таким именем, включая священномученика Агафоника. Поэтому носители фамилии Агафонычев с высокой вероятностью происходят из семей священно- или церковнослужителей, где любили давать «полные» церковные имена, а не их просторечные варианты. В крестьянской среде такое имя тоже встречалось, но реже.

Географически фамилия тяготеет к центральным и северным губерниям России, особенно к Вологодчине и Костромской области, где старообрядческая и церковная традиции дольше сохраняли архаичные формы имён. Встречаются варианты написания: Агафонычев и Агафонычов (с ударением на последний слог), но первый вариант считается нормативным. По данным переписей, носителей фамилии — не более нескольких сотен человек по всей России. Такая редкость делает её не просто фамилией, а маркером конкретной ветви рода, сохранившей память о предке, которого звали не просто Агафон, а именно Агафоний — человек с «хорошим» именем.