Фамилия Артамонычева — редкий случай, когда в одной словоформе уместилось два этапа превращения личного имени в наследственное прозвание. В её основе лежит просторечная форма канонического имени Артамон, которое восходит к греческому Артемий («посвящённый Артемиде»). В народной среде, особенно в северных и центральных губерниях, это имя закрепилось в звучании Артамон и было популярно среди крестьян и посадских людей.

Главная особенность фамилии — её необычная словообразовательная цепочка. Сначала от имени Артамон образовалось отчество Артамоныч (народный вариант от Артамонович). Затем, по модели «чей сын?», от этого отчества возникла фамилия Артамонычев. То есть прямой предок носительницы фамилии — это не просто сын Артамона, а сын человека, которого самого звали по отчеству Артамоныч. Такая двухступенчатая модель с суффиксом -ычев встречается реже, чем простые фамилии на -ов/-ев, и указывает на довольно позднее закрепление фамилии, вероятно, в XVIII–XIX веках, когда отчества уже начали превращаться в наследственные прозвания.

Женская форма Артамонычева — это вариант по материнской линии или указание на жену либо дочь Артамонычева. В дореволюционных переписях такую форму часто фиксировали у вдов или незамужних дочерей, когда глава семьи отсутствовал.

Географически фамилия тяготеет к Поволжью и северо-западным областям России — Архангельской, Вологодской, Костромской губерниям, где имя Артамон было особенно в ходу. Встречается она нечасто, и это упрощает генеалогический поиск: редкое имя в основе сужает круг возможных предков до определённых регионов. Социальный срез — скорее всего, крестьяне или мещане, так как у дворянских родов такие «длинные» формы с двойным суффиксом почти не встречались. Если в документах фамилия писалась через «о» (Артамонычева), а не через «а» (Артаманычева), это дополнительно подтверждает, что основа — именно Артамон, а не вариант Артемий.