Фамилия Белычева — это вариант фамилии Белычев, то есть женская форма. В основе лежит мужское прозвище или нецерковное имя Белык. Так на Руси могли назвать человека со светлыми волосами или очень бледной кожей, но не только. В древнерусском языке слово «белый» имело и переносный смысл — «милый, дорогой, чистый, незапятнанный». Имена и прозвища с корнем «бел-» были широко распространены до конца XVII века. В Болгарии до сих пор сохранились родственные имена: Белимир, Белко, Белчин, Белян.

Есть и другая версия, связанная с социальным статусом. На Руси «обеленным» называли крестьянина или посадского человека, освобождённого от податей. Прозвище Белык могло закрепиться за таким свободным человеком. Со временем оно перешло в фамилию Белычев, которая хранит память о происхождении рода.

Модель образования типична для русских фамилий: суффикс «-ев» указывает на принадлежность («чей?» — сын Белыка). В данном случае основа заканчивается на заднеязычный «к», который при добавлении суффикса чередуется с «ч» (Белык → Белычев). Это стандартное правило русской ономастики, которое отличает такие фамилии от образований от основ на мягкий согласный (например, от Беляй — Беляев).