Фамилия Ермиличев образована от полного церковного имени Ермил. В основе имени лежит греческое «Хермес» — имя бога-вестника, покровителя торговли и красноречия, и «хиле», то есть «лес». Имя Ермил переводят как «из гермесовой рощи». На Руси это имя попало через святцы: его носил мученик Ермил, память которого приходится на 26 января и 31 декабря.

Ключевая особенность фамилии — суффикс -ичев. В русской ономастике это редкая форма: она указывает не на великорусскую, а на западнорусскую (польскую или белорусскую) модель патронимии. В польском языке отчества с суффиксом -icz давали по отцу: Ермиличев — буквально «сын Ермилича». Фамилия закрепилась, когда носитель перешёл в русскую среду, где окончание адаптировали под местную огласовку.

По сословной принадлежности Ермиличевы могли быть как крестьянами, так и мещанами или духовенством — имя Ермил не было редким в церковной среде. Точных данных о географии фамилии немного, но по модели образования она тяготеет к землям бывшего Великого княжества Литовского — Смоленщине, Беларуси, западным областям России.

Сравните с однокоренными фамилиями: Ермилов — классическая русская форма, Ермилин — от краткого варианта имени, Ермилевич — чисто польский вариант без перехода на -ев. Ермиличев стоит между ними: западнорусская основа с русским окончанием.