Фамилия Ефремычева образована от мужского крестильного имени Ефремий, которое пришло из древнееврейского языка и означает «плодовитый». В основу фамилии легла народная, более короткая форма этого имени — Ефрем. Такая модель образования типична для русских фамилий: полное имя сокращали в быту, а затем к этой основе добавляли суффикс принадлежности.

Здесь обращает на себя внимание необычный суффикс -ычев. Если бы фамилия происходила напрямую от имени Ефрем, мы бы ожидали форму Ефремов (как Иванов или Петров). Суффикс -ычев указывает на то, что исходная основа звучала как Ефремыч — так в разговорной речи называли сына или слугу человека по имени Ефрем. То есть Ефремычев — это буквально «сын Ефремыча», а не «сын Ефрема». Такая двойная ступень родства встречается реже и придаёт фамилии отчётливый простонародный оттенок.

Скорее всего, основатель рода Ефремычевых происходил из простого сословия — крестьян или посадских людей. В дворянской среде такие «длинные» формы с суффиксом -ычев почти не встречались, они бытовали в среде, где имя Ефрем было обычным, а отчество Ефремыч — привычным обращением. Таким образом, потомок человека по имени Ефрем, которого в быту звали Ефремычем, со временем получил фамилию Ефремычев (а в женском роде — Ефремычева).

С точки зрения географии, фамилия чаще всего встречается в центральных и северных регионах России, где форма отчества на -ич была распространена шире, чем на юге. Однокоренные фамилии — Ефремов, Ефремушкин, Ефремочкин — образованы от тех же корней, но по другим моделям. В отличие от них, Ефремычев сохранил редкий словообразовательный след: не просто имя, а отчество от имени, что делает фамилию более сложной и ценной для историка.