Фамилия Байлычева — женская форма фамилии Байлычев, которая образована по очень редкой для русского ономастикона модели. Вместо привычных суффиксов -ов или -ин здесь используется суффикс -ычев, что сразу указывает на нестандартную основу. Такие фамилии обычно возникали от прозвищ, оканчивающихся на -ыч, -ич, или от тюркских имен, адаптированных в русской среде.

Корень «Байлы-» почти наверняка тюркского происхождения. В тюркских языках (татарском, башкирском, казахском) «бай» означает «богатый», «господин», «хозяин», а слово «байлык» — «богатство». Таким образом, прозвище Байлыч (или Байлык) могло означать «богач», «состоятельный человек», возможно, владелец скота или земли. Суффикс -ыч в русской среде часто добавлялся к тюркским основам для русификации: из Байлык получалось Байлыч, а от него — отчество Байлычев.

Географически фамилия тяготеет к регионам активного русско-тюркского пограничья: Поволжье, Урал, Оренбуржье. Встречается и в среде крещёных татар, и у русских, живших по соседству с тюркскими народами. В дореволюционных переписях носители фамилии Байлычев чаще всего числились государственными крестьянами или казаками — никакого дворянства или купечества в этой фамилии не зафиксировано.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Байлычев стоит в одном ряду с Байковым, Баймуратовым, Байгуловым — все они держатся на тюркском «бай». Но именно форма с -ычев выдает не просто прозвище, а прямое отчество от человека по имени Байлыч. То есть предок носительницы фамилии был известен в своей общине как «Байлыч» — либо по достатку, либо по прозвищу, которое со временем закрепилось за родом.