Фамилия Дульчаева — женская форма от Дульчаев, а та, в свою очередь, образована от прозвища или имени Дульчай. В основе лежит корень «дульч-», который в русских говорах имеет несколько значений. Самое вероятное — диалектное «дульча» или «дулька», то есть груша. В южнорусских и украинских говорах так называли мелкую, сладкую грушу-дичок, а иногда и сам плод. Соответственно, Дульчаем могли прозвать человека за внешнее сходство (круглый, мягкий, «грушевидный») или за то, что он торговал или выращивал эти плоды.

Менее распространённая версия связывает фамилию с тюркским корнем «дуль» (бешеный, сумасшедший) — в таком случае прозвище могло указывать на буйный или вспыльчивый нрав. Однако для русской ономастики версия с грушей более органична: суффикс -ай- в прозвищах (ср. Миляй, Кудряй) часто образовывал имена по характерному признаку, и «Дульчай» — типичное прозвище-характеристика.

Суффикс -ев- указывает на патронимическое происхождение: Дульчаев — буквально «сын Дульчая». Географически фамилия редкая и встречается преимущественно в южных регионах России, особенно в Ростовской области и Краснодарском крае, где диалектное слово «дулька» было в ходу. Встречаются также варианты написания с одной буквой «ч» — Дулчаев, что может быть связано с упрощением произношения или ошибками в документах.

Таким образом, предки носителей фамилии Дульчаева, скорее всего, были людьми, связанными с садоводством или получившими прозвище по внешности — «груша». Фамилия недворянская, крестьянская или мещанская, что подтверждается её словообразовательной моделью и отсутствием в родословных книгах.