Фамилия Бучелников — одна из тех, где за привычным окончанием скрывается неочевидная основа. Если большинство русских фамилий на -ов образовано от профессий или крестильных имён, то здесь мы имеем дело с прозвищем, корни которого уходят в северные говоры и старинные домашние промыслы.

В основе фамилии лежит прозвище Бучелник. Самая прямая версия связывает его с архангельским словом «буча» — так называли щёлок, в котором вымачивали и отбеливали холсты. Существовал и соответствующий глагол «бучить»: в кадку с водой бросали раскалённые камни, чтобы отбелить ткань. Человек, который занимался этим ремеслом — отбеливанием полотна в домашних условиях, — вполне мог получить прозвище Бучелник. В этом случае фамилия относится к «профессиональным» и указывает на занятие предка.

Однако у прозвища есть и вторая, менее очевидная группа значений. Глагол «бучать» в диалектах означал «издавать глухой звук, гудеть, реветь» — например, так говорили о мычащей корове или жужжащих пчёлах. А ещё «бучать» — это «громко плакать, визжать» (обычно о детях). Рядом стоит и «бучениться» — «иметь недовольный вид, дуться, сердиться». Если прозвище пошло от этого корня, то Бучелником могли назвать капризного, хмурого или плаксивого человека.

Из двух версий первая — ремесленная — выглядит правдоподобнее. Связка «буча — бучить — бучельник» образует устойчивое гнездо слов, связанных с обработкой ткани, и такая модель типична для русских прозвищных фамилий. Вторая версия опирается на более разрозненные диалектные значения, и хотя полностью исключать её нельзя, она менее системна.

Фамилия образована по стандартной для восточнославянских фамилий модели: к основе Бучелник прибавился патронимический суффикс -ов, означающий «сын Бучелника». Ударение в фамилии падает на второй слог: Буче́лников.

Географически фамилия редкая и, скорее всего, имеет северорусские корни — слово «буча» в значении «щёлок» фиксируется именно в архангельских говорах. В современных справочниках фамилия встречается нечасто, что говорит о её локальном происхождении и небольшом числе носителей.

Известных исторических деятелей с этой фамилией нет, что типично для фамилий, возникших в крестьянской или ремесленной среде и не попавших в дворянские родословные книги.