Фамилия Думчевы образована от прозвища Думча, которое давали по чертам характера или роду занятий. В основе лежит слово «дума» — и здесь возможны два основных толкования. Первое: прозвище закрепилось за человеком рассудительным, грамотным, к чьему совету прислушивались. Второе: в южнорусских и украинских говорах «думой» называли историческую песню, поэтому Думчей могли прозвать сказителя или исполнителя таких произведений.

Фамилия построена по стандартной модели: к основе Думч- прибавлен патронимический суффикс -ев, указывающий на принадлежность («чей сын?» — Думчев). Встречается также более редкий вариант Думчов с ударением на окончании — он мог возникнуть в говорах, где после шипящих под ударением писали «о». Оба написания фиксируются в современных базах, но Думчев распространён шире.

Географически фамилия тяготеет к югу России и востоку Украины. В переписях XIX века Думчевы встречаются среди крестьян Воронежской, Курской и Харьковской губерний. Редкость фамилии объясняется тем, что прозвище Думча, в отличие от Дума или Думный, было локальным и не получило широкого распространения.

Словообразовательный тип — отпрозвищная фамилия на -ев, что характерно для русского ономастикона XVII–XVIII веков. Близкие по модели фамилии: Думов (от прозвища Дум), Думичев (от уменьшительной формы Думич), Думнов (от прилагательного «думный»).