Фамилия Амельчева — женская форма фамилии Амельчев, и её разбор стоит начать не с корня, а с суффикса, который сразу выдает географию. Модель образования на -ев (а не на -ов) указывает на то, что основа фамилии заканчивалась на мягкий согласный или шипящий. В данном случае это, скорее всего, южнорусские или белорусские земли, где притяжательные фамилии от имён на -а/-я часто получали суффикс -ев, а не более распространённый северный -ин.

Основа фамилии — Амельч- — восходит к народной форме крестильного имени Емельян (от греческого «Aimilianos» — «ласковый», «льстивый»). В русских говорах имя Емельян давало множество просторечных вариантов: Омельян, Амельян, а от них — уменьшительные формы Амелька, Амельчо, Амельча. Фамилия Амельчев (и Амельчева) — это типичное «отчество второго порядка»: сначала от имени Емельян образовалось прозвище или домашнее имя Амельча (с суффиксом -ча, характерным для западных и южных говоров), а затем от этого имени по отцу сделали фамилию: «чей?» — Амельчев.

Менее вероятная, но возможная версия связывает основу с диалектным словом «амель» или «омель» — так в некоторых областях называли омелу (паразитическое растение) или, реже, ленивого, медлительного человека. Однако для этой версии нет устойчивой словообразовательной цепочки с суффиксом -ч-: прозвище Омела дало бы скорее Омелин или Омелов, а не Амельчев. Поэтому версия с именем Емельян — основная и самая правдоподобная.

Фамилия довольно редкая, её концентрация заметна в Курской, Белгородской и Воронежской областях, а также в сопредельных районах Украины. Это подтверждает южнорусский след: именно там имя Емельян в быту часто звучало как «Амельян», и от него образовывали фамилии с характерным южным суффиксом -ев. Носительница фамилии Амельчева может считать, что её предки по мужской линии — потомки человека по имени Амельча, который, скорее всего, был крестьянином или однодворцем из чернозёмной полосы России.