Фамилия Ангельчев — один из тех редких случаев в русской ономастике, когда в основе фамилии лежит не отчество от имени отца, а матроним — прозвище или имя, данное по матери. Обычно фамилии образовывали от имени родоначальника-мужчины, но здесь исключение: за основу взяли имя Ангелька, которое является уменьшительной формой польского или болгарского женского имени Ангела. Само имя Ангела восходит к греческому «ангелос» — «вестник», «ангел».

Фамилия образована по стандартной восточнославянской модели с суффиксом -ев, который присоединяли к основам на мягкий согласный. В данном случае произошло чередование к/ч: от основы Ангельк- (в имени Ангелька) при помощи суффикса -ев получилась форма Ангельчев. Это чередование — нормальный исторический процесс в русском языке, когда заднеязычный звук перед суффиксом переходил в шипящий.

Найти точное место возникновения фамилии Ангельчев непросто. В русских говорах женское имя Ангела встречалось нечасто, поэтому вероятнее всего, что фамилия имеет западнославянские или южнославянские корни — польские или болгарские. В пользу этого говорит и само имя Ангелька, которое типично скорее для польской или болгарской традиции, чем для великорусской. На территорию России фамилия могла попасть вместе с переселенцами из Речи Посполитой или с Балкан.

В отличие от распространённых фамилий вроде Иванов или Петров, Ангельчев — фамилия редкая. Она не встречается в массовых реестрах дворянских родов и не привязана к известным историческим усадьбам. Её носители, скорее всего, были выходцами из крестьянской или мещанской среды, где имя матери иногда закреплялось за детьми в качестве прозвища. Со временем это прозвище перешло в официальную фамилию.

Таким образом, фамилия Ангельчев — ценный памятник славянской письменности, сохранивший в себе следы редкой антропонимической модели и указание на женское имя, которое почти вышло из употребления.