Фамилия Фильчагова — женская форма от Фильчагов, а та, в свою очередь, образована от прозвища или имени Фильчак. Основа здесь — «Филь-», корень, восходящий к просторечной форме имени Филипп (Филипп → Филя → Филька). Суффикс «-чак» в русских фамилиях встречается реже, чем стандартные «-ов» или «-ин», и обычно указывает на прозвище, а не на отчество. Если «Филька» — это уменьшительное от Филиппа, то «Фильчак» — это уже не просто «сын Фили», а скорее человек с определённым характером или внешностью: так могли назвать кого-то, кто постоянно напоминал всем этого самого Фильку, или, наоборот, сам был настолько типичным «Филей», что прозвище закрепилось.

Есть и другая версия, менее очевидная, но правдоподобная для южнорусских и украинских говоров. Там суффикс «-чак» мог иметь уменьшительно-ласкательное или даже пренебрежительное значение, но не обязательно связанное с именем. Слово «фильчак» могло быть местным прозвищем для человека с каким-то дефектом речи (например, шепелявого) или для того, кто постоянно «фильтровал» — то есть отсеивал, перебирал что-то, возможно, зерно или товар. В этом случае фамилия Фильчагов — профессиональная, от прозвища, данного по роду занятий.

Географически фамилия Фильчаговы встречается не повсеместно, а тяготеет к регионам, где было сильно влияние украинского или южнорусского наречия: Курская, Воронежская, Ростовская области, а также бывшие области Войска Донского. Это косвенно подтверждает вторую версию — с бытовым прозвищем, а не просто с именем, так как в великорусских северных говорах чаще образовывали фамилии на «-ов» от полных форм имени (Филиппов), а не от таких специфических производных.

В сословном плане Фильчаговы, скорее всего, не были дворянами. Фамилия с суффиксом «-чак» и последующим «-ов» — типичная крестьянская или казачья, не книжная, не искусственная. Она не фиксируется в старых боярских списках и не имеет дворянских гербов. Её носители — это люди из простонародья, чьи предки получили прозвище по имени или по ремеслу, и это прозвище, как часто бывало, пережило само имя.