Фамилия Бухарцева образована от прозвища Бухарец, а в его основе — слово «бухара». В севернорусских говорах так называли пчелу или шмеля. Прозвище могли дать человеку трудолюбивому, а могли — острому на язык, способному «ужалить» словом. Кроме того, бухарой в тех же местах именовали покосный участок в лесу, так что прозвище могло закрепиться за владельцем такого участка.

Притяжательный суффикс -ев (в начальной форме мужского рода — Бухарцев) указывает на принадлежность: «сын Бухарца». Фамилия характерна для севернорусского ареала, где слово «бухара» было в ходу, и это делает версию с местным диалектным корнем наиболее правдоподобной.

Существует и другая этимология — от названия узбекского города Бухара. Само слово «Бухара» выводят либо из древнеиндийского («буддийская религиозная обитель»), либо из арабского («беднота»). В таком случае прозвище Бухарец получал человек, родившийся в Бухаре или долго там живший. Однако эта гипотеза менее вероятна: фамилия Бухарцев встречается в основном в русских регионах Севера и Сибири, где связь с далёким среднеазиатским городом была бы случайной. Скорее всего, предок современных Бухарцевых — житель северной деревни, которого за характер или за занятие прозвали Бухарцом.