Фамилия Бахмачева — женская форма фамилии Бахмачев, и её разбор стоит начать с мужского варианта, который образован по типичной для русских фамилий модели «основа + -ев». Суффикс -ев указывает на принадлежность: Бахмачев — это «сын Бахмача» или «человек из семьи Бахмача». Основа здесь — прозвище или неканоническое имя Бахмач.

Ключевой вопрос — что означало слово «бахмач» в прошлом. Самая вероятная версия связывает его с тюркским корнем «бахмак» (смотреть, глядеть) или «бахмач» (зрячий, прозорливый). В русских говорах и документах XVI–XVII веков встречается слово «бахмач» в значении «глаз», «взгляд», а также как прозвище человека с острым зрением или, наоборот, подслеповатого — такие контрастные прозвища по внешним признакам были распространены. Словарь В. И. Даля фиксирует «бахмач» как «глаз» в южных и рязанских говорах, что даёт региональную привязку: фамилия скорее всего возникла в районах, где было заметно тюркское влияние — в южнорусских и поволжских землях.

Есть и более редкая гипотеза: от тюркского «бахмач» (упрямец, своенравный человек). В этом случае прозвище давали за характер. Однако лингвистически версия с «глазом» подкреплена большим количеством диалектных записей, поэтому она выглядит предпочтительнее.

Фамилия Бахмачев (и Бахмачева) — относительно редкая. Она не относится к дворянским или широко известным, а бытовала в основном в крестьянской и мещанской среде. Ономастический словарь Б. О. Унбегауна упоминает фамилии на -ач как характерные для прозвищной модели, где суффикс -ач придавал слову экспрессивный оттенок (ср. Бородач, Усач). Бахмач в этом ряду — прозвище по индивидуальному признаку, которое закрепилось как родовое имя.

Таким образом, Бахмачева означает «принадлежащая потомку Бахмача», а сам Бахмач — скорее всего человек с приметным взглядом или зоркий глаз. Фамилия несёт в себе отпечаток южнорусского или волжского диалекта и тюркского соседства.