Фамилия Данилычев — редкий пример отчества третьей ступени, которое строится не по стандартной модели «имя + -ов/-ев», а через цепочку поколений. Её основа — имя Данила, народная форма библейского Даниил («мой судья — Бог»). От него образовали отчество Данилыч (сын Данилы), а уже от этого отчества — фамилию Данилычев, то есть «сын Данилыча, внук Данилы». Такая модель была распространена в северных и центральных русских говорах, где ценили точное указание на родство.

Суффикс -ев здесь присоединяется к основе на -ыч, что типично для фамилий, возникших из отчеств на -ич/-ыч. В отличие от массовых Даниловых или Данильченко, фамилия Данилычев сохраняет более сложную генеалогию: её носитель — не просто потомок Данилы, а потомок того, кого в деревне звали по отцу — Данилычем. В документах XVII–XVIII веков можно встретить записи вроде «Ивашка Данилычев сын», где фамилия ещё не устоялась, но уже указывает на трёхколенную связь.

Географически фамилия тяготеет к Вологодской, Архангельской и Кировской областям — регионам, где долго держалась традиция называть людей по отчеству как по второму имени. Встречается она и в Поволжье, но значительно реже. Известные носители в истории не зафиксированы, что объяснимо: фамилия оставалась локальной и не перешагнула в дворянские или купеческие круги, где предпочитали более привычные формы на -ов.

Написание с двумя «и» (Данилычев, а не Данилычов) закрепилось под влиянием церковнославянского корня имени Даниил, хотя в бытовой речи ударение падает на второй слог: Дани́лычев. Родственные фамилии — Данилычев, Данильчев, Данилыч — различаются суффиксами, но восходят к одному и тому же имени-основе.