Фамилия Амельчиков — редкий случай, когда суффикс -ов скрывает не простое отчество, а прозвище, прошедшее через двойную уменьшительную обработку. Основа здесь — Амельчик. Это уменьшительное от имени Амельян, народной формы канонического имени Емельян (церковное Емилиан). Латинское Aemilius означает «ревностный» или «соперник», но в русской деревне имя давно обросло местными вариантами: Емеля, Амеля, Амельчик.

В словообразовательной модели фамилии интересен именно суффикс -чик. В русских фамилиях на -ов чаще встречаются простые суффиксы оценки (-к-, -ок-), а -чик характерен скорее для украинской или белорусской модели (ср. Харчик, Иванчик). Но Амельчиков закрепился именно в северных и центральных областях России, где суффикс -чик мог обозначать не столько уменьшительность, сколько принадлежность к младшему поколению или ласкательное обращение. В переписных книгах XVI–XVII веков по Вологде, Костроме и Вятке форма Амельчик фиксируется среди крестьян и посадских людей — это зона акающего говора, где Амельян закономерно превращался в Амельку, а затем и в Амельчика.

Социальный срез фамилии — почти исключительно крестьянство и мещанство. Дворянских родов с такой фамилией не отмечено, что логично: суффикс -чик придаёт прозвищу бытовой, неофициальный оттенок, который вряд ли бы понравился при составлении родословной книги. Любопытно, что Амельчиков стоит в одном ряду с более частыми Амелькиным, Амельяновым, Амелиным. От них её отличает именно суффиксальный «хвост»: если Амелькин — прямое отчество от Амелька, то Амельчиков — отчество от второй ступени уменьшительности. Предок носителя этой фамилии, скорее всего, был не просто Амелей, а Амельчиком — возможно, младшим сыном в семье или человеком с таким уличным прозвищем.