Фамилия Фильчанов образована от имени Фильчан, которое в свою очередь является производной формой от крестильного имени Филипп. В народной русской традиции имя Филипп, пришедшее из греческого («любящий коней»), сократили до Филя, а затем добавили суффикс -чан, характерный для западных и южных говоров (сравните: Иван — Иванчан, Степан — Степанчан). Таким образом, Фильчан — это «маленький Филя» или «сын Фили». Суффикс -ов в конце фамилии — стандартный патронимический показатель, означающий «принадлежащий Фильчану».

Ударение в фамилии, скорее всего, падает на второй слог: Фильча́нов. Такая модель встречается реже, чем типичные фамилии на -ин (Филькин, Филин), что делает Фильчанова заметной среди однокоренных. Географически фамилия тяготеет к южнорусским и украинским регионам, где суффикс -чан был более употребителен. Встречается она и в Поволжье, но там чаще фиксируется вариант Фильчаков, с другим суффиксом.

Слово «филя» в русских говорах имело и второе значение — «простак», «разиня». Поэтому не исключено, что в отдельных случаях прозвище Фильчан могли дать не от имени, а от черты характера. Однако первая версия — от Филиппа через Филю — представляется основной, поскольку имена-основы в русских фамилиях всегда преобладают над прозвищными. В дореволюционных переписях носители фамилии встречаются в основном среди крестьян и мещан, что типично для фамилий, образованных от канонических имён в простонародной форме.

Сравнение с другими фамилиями того же корня — Фильчагин, Фильчаков, Фильченков — показывает, что Фильчанов стоит особняком благодаря суффиксу -ан-, который обычно указывает на конкретное лицо (Фильчан — человек по имени Филя), тогда как -аг- или -ак- чаще подчёркивают качество или уменьшительность.